位相同期装置、方法、及び、光ディスク装置
【課題】高速引込みが可能なＰＬＬ回路を備えた位相同期装置を提供する。
【解決手段】ＰＬＬ回路１７が非同期状態になると、最大符号反転間隔計測器１８は、ＰＲＭＬ検出器１６が出力する識別データ中の符号反転間隔の最大値を計測する。第１のチャネル周波数推定器１９は、符号反転間隔の最大値に基づいて、チャネル周波数を推定し、推定チャネル周波数ｆdet_Tを出力する。ＰＬＬ回路１７は、中心周波数を、推定チャネル周波数ｆdet_Tに設定する。その後、ｓｙｎｃ間隔計測器２０は、識別データからｓｙｎｃ間隔を計測する。第２のチャネル周波数推定器２１は、計測されたｓｙｎｃ間隔に基づいてチャネル周波数を推定し、推定チャネル周波数ｆdet_Sを出力し、ＰＬＬ回路１７は、中心周波数を、推定チャネル周波数ｆdet_Sに設定する。
【解決手段】ＰＬＬ回路１７が非同期状態になると、最大符号反転間隔計測器１８は、ＰＲＭＬ検出器１６が出力する識別データ中の符号反転間隔の最大値を計測する。第１のチャネル周波数推定器１９は、符号反転間隔の最大値に基づいて、チャネル周波数を推定し、推定チャネル周波数ｆdet_Tを出力する。ＰＬＬ回路１７は、中心周波数を、推定チャネル周波数ｆdet_Tに設定する。その後、ｓｙｎｃ間隔計測器２０は、識別データからｓｙｎｃ間隔を計測する。第２のチャネル周波数推定器２１は、計測されたｓｙｎｃ間隔に基づいてチャネル周波数を推定し、推定チャネル周波数ｆdet_Sを出力し、ＰＬＬ回路１７は、中心周波数を、推定チャネル周波数ｆdet_Sに設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相同期装置、方法、及び、光ディスク装置に関し、更に詳しくは、ＰＬＬ回路が生成するクロック信号を、光ディスク媒体等から読み出した信号のチャネルクロックに同期させる位相同期装置、方法、及び、光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量の情報記録メディアとして、音楽再生用のＣＤ（Compact Disc）、映像再生用のＤＶＤ（Digital Versatile Disc）が普及している。また、最近では、ＨＤ（High Definition）映像を長時間記録可能な次世代光ディスクとして、ＨＤ ＤＶＤ（High Definition Digital Versatile Disc）やＢｒＤ（Blue Ray Disc）が登場している。これら光ディスク記録媒体は、スパイラル状の記録トラックを有しており、音楽データや映像データなどのデジタル情報（ユーザデータ）は、その記録トラックに、微小記録マーク列として記録されている。
【０００３】
光ディスク装置は、レーザ、光学素子、及び、ディスク面に対して垂直方向（フォーカス方向）と半径方向（トラック方向）とに稼動できる機構を搭載した光ヘッドを有している。再生時には、光ヘッドは、スピンドルモータによって回転制御された光ディスクの情報記録面に、集光したレーザ光を照射する。このとき、光ヘッドは、光ディスクからの反射光を検知し、集光ビームが記録マーク列を走査するように、フォーカス及びトラッキングアクチュエータを制御する。
【０００４】
記録マーク列に照射された集光ビームの反射光は、明暗又は偏光により、フォトディテクタで電気信号として検出される。検出された再生信号は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路によって同期クロックが抽出されると同時にパルス化される。その後、誤り訂正処理等を行って、音楽や映像情報が再生される。
【０００５】
集光されたビームスポットは有限であり、スポット径が小さいほど高密度の記録・再生が可能であるため、このビームスポットを小さくするための光学的なアプローチが進められてきた。スポット径は、対物レンズのＮＡ（Natural Aperture）に反比例し、レーザビーム波長λに比例する。従って、ＮＡを大きくし、λを小さくすることでスポット径を小さくすることができる。しかし、ＮＡを大きくすると焦点深度が浅くなり、ディスク面とレンズとの距離を狭める必要があることから限界がある。
【０００６】
ところで、短波長レーザは、高出力発信の安定性、長寿命化が課題であるものの、ＣＤでは赤外レーザー(λ=780nm)、ＤＶＤでは赤色レーザー(λ=650nm)、ＨＤ ＤＶＤなどの次世代ＤＶＤでは青色レーザー(λ=405nm)と、レーザビームの短波長化は徐々に進んでいる。波長が短くなることにより、集光ビーム径は小さくなってきたが、現在では、波長比以上に記録容量が増加している。これは、検出性能を上げるための技術が進歩してきたためである。
【０００７】
高密度記録された情報を再生するための手法としては、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）検出がある。この検出方式は、ＰＲ等化に最尤検出を組み合わせたもので、一種の誤り訂正を行いながらデータを検出する。最尤検出では、一般的にはビタビ復号が用いられる。ＰＲＭＬでは、再生信号は、ＰＲ等化により時間方向に相関を持ち、再生信号をサンプリングしたデータ系列には、特定の状態遷移しか現れなくなる。限られた状態遷移と、ノイズを含む実際の再生信号のデータ系列とを比較し、最も確からしい状態遷移を選ぶことで、検出データの誤りを低減できる。特に、ＨＤ ＤＶＤは、最短マークの再生振幅が低下し、ＣＤやＤＶＤで用いられるしきい値検出では検出できないため、このようなＰＲＭＬ検出を前提としている。
【０００８】
ここで、光ディスク装置におけるディスクの回転制御方式には、主に２種類の方式が存在する。一方の方式は、線速度を一定に保つＣＬＶ（Constant Linear Velocity）制御方式であり、他方の方式は、回転角速度を一定とするＣＡＶ（Constant Angular Velocity）制御方式である。ＣＬＶ制御方式と、ＣＡＶ制御方式とを比較すると、ＣＬＶ制御は、内外周でスピンドル回転数が約２．４倍変化するため、ランダムアクセス時にスピンドル制御の待ち時間がかかり、これにより多くの電力が消費されるという問題がある。これに対し、ＣＡＶ制御方式では、スピンドルを一定速度で回転させるため、回転数の待ち時間が０となってアクセス性が向上するため、ＣＡＶ制御を採用する装置が増えてきている。しかし、ＣＬＶ制御で記録されたディスクを、ＣＡＶ制御する場合には、半径に比例して線速度が変化することになるため、ジャンプ直後のＰＰＬ回路の周波数引込みがネックとなる。
【０００９】
光ディスク装置のＰＬＬ回路は、ディスク偏芯に対して十分に追従し、かつ、ノイズ等ではロックが外れないようにループゲインが低く抑えられている。従って、ＰＬＬ回路のキャプチャレンジは狭くなっており、ＣＡＶ時のロングシーク直後など周波数が大きく変化する場合には、周波数引込みができない。光ディスクやＤＶＤ−ＲＡＭなどのプリプットヘッダを有する光ディスクでは、数ＫＢのセクタ単位にＶＦＯが挿入されており、ＰＬＬ回路の高速引込みが比較的容易に実現できる。しかし、ＤＶＤ−ＲＡＭ以外のＤＶＤにはＶＦＯが存在せず、また、ＨＤ ＤＶＤではＶＦＯが６４ＫＢ間隔でしか存在せず、再生信号の分解能が低いために、高速な引込みが困難となる。
【００１０】
通常、光ディスクでは、記録データ中にｓｙｎｃと呼ばれる特殊パタンが一定間隔で挿入されている。この特殊パタンは、一般にはエラー伝播防止やＤＳＶ（Digital Sum Value）制御などに用いられる。下記表１に示すように、ｓｙｎｃパタンは、メディアごとに異なっているが、検出を容易にするために、ｓｙｎｃパタンには、各メディアの変調符号規則で規定する最大符号反転間隔以上の長パタンが含まれている。表１中の数値は、チャネルクロック周期単位の長さを示している。一般に、ｓｙｎｃ間隔は、ＶＦＯの間隔よりも狭いが、パタン自体は２Ｂ程度の短いものであり、これをそのまま周波数引込みの動作に用いることはできない。
【表１】
【００１１】
大きな周波数変化に対して、ＰＬＬ回路の引込み時間を短縮する技術としては、例えば特許文献１に記載された技術がある。図６は、特許文献１に記載されたＰＬＬ回路の構成を示している。再生ＲＦ信号は、データコンパレータ２０１によって２値化される。セクタマーク検出器２０２は、２値化された再生信号からＶＦＯ直前に配置される特殊パタン（セクタマーク）を検出する。セクタマークが検出されると、パルス発生器２０３は、セクタマーク直後に続くと予想されるＶＦＯ期間を示す予測ゲート信号を出力する。この予測ゲート信号により、ＶＦＯ／ＶＣＯセレクタ２０４を切り替えて、ＶＦＯ期間の２値信号を、周波数復調器２０５に入力する。周波数復調器２０５の出力は、ＶＦＯ／ＶＣＯクランプ２０６を通過後、周波数誤差ホールド回路２０７により周波数誤差電圧がホールドされ、混合アンプ２０８で周波数が加算される。特許文献１では、ＶＦＯで検出した再生ＲＦ信号のチャネル周波数を、ＶＣＯ発振周波数入力に換算することで、短期間で周波数引込み及び位相同期を実現している。
【００１２】
従来技術の別の例としては、特許文献２及び３に記載された技術がある。特許文献２では、ＣＬＶ制御の光ディスク装置について、ヘッド位置及びスピンドル回転数検出により、基準周波数を生成して、シーク時のアクセス時間の短縮を図っている。また、特許文献３では、中心周波数と掃引範囲とを決定し、周波数掃引によりＰＬＬ回路を引き込ませ、引込みを高速化している。
【特許文献１】特開平１０−１６３８６１公報
【特許文献２】特開平８−２９３１５５公報
【特許文献３】特開平８−１１６２５４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１では、ＰＬＬクロックの周波数が大きくずれている状態で、ＶＦＯの直前にあるセクタマーク等の特定マークを検出し、その直後に続くＶＦＯ期間を特定して、その部分をＦＭ変調することでチャネル周波数を検出している。しかし、ＰＲＭＬが必須となるような分解能が低下した再生信号に対して、かつ、位相同期していない状況下で、特定マークを精度よく検出することは困難である。また、ＣＤや、ＤＶＤ−ＲＡＭを除くＤＶＤでは、ＶＦＯ領域が存在しないため、特許文献１に記載の技術を適用することはできない。また、ＨＤ ＤＶＤでは、ＶＦＯ領域の先頭にはセクタマーク等の特定のマークは存在しておらず、特定マークを用いてＶＦＯ領域を認識することができず、仮にＶＦＯ領域を特定できたとしても、ＶＦＯ領域の出現頻度が低いことにより、高速引込みは困難である。
【００１４】
特許文献２に記載の技術は、線速度を一定とするＣＬＶ制御が前提となっている。このため、特許文献２に記載の技術を、スピンドル回転数を一定とするＣＡＶ制御の光ディスク装置にそのまま適用することはできない。特許文献２には記載されていないが、ヘッド位置を位置検出器によって検出し、再生チャネル周波数を検出する方法も考えられる。しかし、この場合には、位置検出器の追加によって光ディスク装置全体のコストがアップし、また、歩留まりが低下するという問題がある。特許文献３に記載の技術では、掃引周波数範囲を限定しても、引込み時間がかかるという問題がある。また、ヘッド位置の推定ミスが発生した場合には、中心周波数及び掃引周波数範囲が、正しい周波数とは異なる値に設定される可能性もあり、その場合には、引込みに失敗する可能性がある。
【００１５】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、新たにセンサ等を追加することなく、ＰＬＬクロックを、チャネル周波数に同期させることができる位相同期装置、方法、及び、光ディスク装置を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、再生信号の分解能が低い場合でも、ＣＡＶ動作時のロングシーク等で発生するチャネル周波数の大きな変化に対して、ＰＬＬ回路の周波数引込みを高速化できる位相同期装置、方法、及び、光ディスク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】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の視点の位相同期装置は、ラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号から、該変調信号に同期したクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号の符号反転間隔を計測し、前記特殊パタンの埋め込み周期以上の期間内における前記符号反転間隔の最大値を最大符号反転間隔として出力する最大符号反転間隔計測手段と、前記最大符号反転間隔に基づいて第１のチャネル周波数を推定する第１チャネル周波数信号生成手段とを備え、前記ＰＬＬ回路は、非同期状態になると、中心周波数が前記第１のチャネル周波数に設定されることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第１の視点の光ディスク装置は、同心円状又はスパイラル状のトラックが形成され、該トラック上にラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号が記録された光ディスク媒体を再生する光ディスク装置において、前記光ディスク媒体に記録された変調信号を読み出すピックアップ手段と、前記ピックアップ手段によって読み出された変調信号に同期したクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号の符号反転間隔を計測し、前記特殊パタンの埋め込み周期以上の期間における前記符号反転間隔の最大値を、最大符号反転間隔として出力する最大符号反転間隔計測手段と、前記最大符号反転間隔に基づいて第１のチャネル周波数を推定する第１チャネル周波数信号生成手段とを備え、前記ＰＬＬ回路は、非同期状態になると、中心周波数が前記第１のチャネル周波数に設定されることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１の視点の位相同期方法は、ＰＬＬ回路を用い、ラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号から、該変調信号に同期したクロック信号を生成する方法において、前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するステップと、前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号の符号反転間隔を計測し、前記特殊パタンの埋め込み周期以上の期間内における前記符号反転間隔の最大値を計測するステップと、前記計測された符号反転間隔の最大値に基づいて第１のチャネル周波数を推定するステップと、前記ＰＬＬ回路が非同期状態になると、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第１のチャネル周波数に設定するステップとを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の第１の視点の位相同期装置、方法、及び、光ディスク装置では、パルス信号の符号反転間隔の最大値（最大符号反転間隔）を計測し、その最大符号反転間隔に基づいて再生チャネル周波数を推定し、ＰＬＬ回路の中心周波数を、その推定したチャネル周波数（第１のチャネル周波数）に設定する。変調信号に埋め込まれた特殊パタンの周期以上の周期で最大符号反転間隔をＰＬＬクロック単位で計測すると、それは、特殊パタンに含まれるラン長制限符号規則の上限以上のラン長に相当する。この最大符号反転間隔の計測値と、再生チャネル周波数とは、ほぼ比例する関係にあるため、再生チャネル周波数が未知な場合でも、この計測値から実際の再生チャネル周波数を推定することができる。本発明では、ＰＬＬ回路が非同期になると、ＰＬＬ回路の中心周波数を、このように推定した第１のチャネル周波数に設定することで、センサ等を用いて再生チャネル周波数を推定しなくても、クロック信号の周波数を、再生チャネル周波数に近付けることができ、ＰＬＬ回路を高速に引き込むことができる。また、ＰＬＬ回路の中心周波数を第１のチャネル周波数に設定し、その状態で最大符号反転間隔を計測し、第１のチャネル周波数を推定して、ＰＬＬ回路の中心周波数を、その推定した第１のチャネル周波数に設定するという動作を繰り返すことによって、クロック信号の周波数と、実際の再生チャネル周波数との誤差を減少させ、精度を高めることができる。
【００２１】
本発明の第１の視点の位相同期装置及び光ディスク装置は、前記ＰＬＬ回路の中心周波数が前記第１のチャネル周波数に設定された状態における前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測する特殊パタン間隔計測手段と、前記特殊パタンの出現間隔に基づいて第２のチャネル周波数を推定する第２チャネル周波数信号生成手段とを更に備え、前記ＰＬＬ回路の中心周波数が、前記特殊パタンの出現間隔に基づいて前記第２チャネル周波数信号生成手段が推定した第２のチャネル周波数に設定される構成を採用することが好ましい。また、本発明の第１の視点の位相同期方法は、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第１のチャネル周波数に設定するステップに後続して、前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化したパルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測するステップと、前記特殊パタンの出現間隔に基づいて第２のチャネル周波数を推定するステップと、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第２のチャネル周波数に設定するステップとを更に有することが好ましい。ＰＬＬ回路の中心周波数を、最大符号反転間隔に基づいて推定した第１のチャネル周波数に設定し、再生チャネル周波数に近付けることで、パルス信号から、特殊パタンを検出することができる。特殊パタンの埋め込み周期は、最大符号反転間隔よりも長く、特殊パタンの出現間隔を用いてチャネル周波数を推定することで、最大符号反転間隔を用いたチャネル周波数の推定よりも、より正確にチャネル周波数を推定することができる。このように推定した第２のチャネル周波数を、ＰＬＬ回路の中心周波数に設定することで、高精度に、クロック信号の周波数を、再生チャネル周波数に一致させることができる。
【００２２】
本発明の第１の視点の位相同期装置及び光ディスク装置は、前記推定された第１及び第２のチャネル周波数を入力し、該第１及び第２のチャネル周波数の何れか一方を選択して前記ＰＬＬ回路に出力するセレクタと、前記第１及び第２のチャネル周波数信号のうちの何れを選択するかを制御するシーケンス手段とを備えており、前記シーケンス手段は、前記ＰＬＬ回路が非同期状態になると、前記セレクタに第１のチャネル周波数を選択させ、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第１のチャネル周波数に設定させた後、前記セレクタに第２のチャネル周波数を選択させ、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第２のチャネル周波数に設定させる構成を採用できる。このように、はじめ、セレクタから第１のチャネル周波数を出力し、ＰＬＬ回路の中心周波数を第１のチャネル周波数に設定して周波数粗引込みを行い、その後、セレクタから第２のチャネル周波数を出力し、ＰＬＬ回路の中心周波数を第２のチャネル周波数に設定して周波数高精度引込みを行うことで、クロック信号の周波数を、高精度に、再生チャネル周波数に一致させることができる。
【００２３】
本発明の第２の視点の位相同期装置は、ラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号から、該変調信号に同期したクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測する特殊パタン間隔計測手段と、前記特殊パタンの出現間隔に基づいてチャネル周波数を推定するチャネル周波数信号生成手段とを備え、前記ＰＬＬ回路は、非同期状態になると、中心周波数が前記チャネル周波数に設定されることを特徴とする。
【００２４】
本発明の第２の視点の光ディスク装置は、同心円状又はスパイラル状のトラックが形成され、該トラック上にラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号が記録された光ディスク媒体を再生する光ディスク装置において、前記光ディスク媒体に記録された変調信号を読み出すピックアップ手段と、前記ピックアップ手段によって読み出された変調信号に同期したクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測する特殊パタン間隔計測手段と、前記特殊パタンの出現間隔に基づいてチャネル周波数を推定するチャネル周波数信号生成手段とを備え、前記ＰＬＬ回路は、非同期状態になると、中心周波数が前記チャネル周波数に設定されることを特徴とする。
【００２５】
本発明の第２の視点の位相同期方法は、ＰＬＬ回路を用い、ラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号から、該変調信号に同期したクロック信号を生成する方法において、前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するステップと、前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測するステップと、前記特殊パタンの出現間隔に基づいてチャネル周波数を推定するステップと、前記ＰＬＬ回路が非同期状態になると、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記チャネル周波数に設定するステップとを有することを特徴とする。
【００２６】
本発明の第２の視点の位相同期装置、方法、及び、光ディスク装置では、パルス信号から特殊パタンを検出し、その検出間隔に基づいて再生チャネル周波数を推定し、ＰＬＬ回路の中心周波数を、その推定したチャネル周波数に設定する。このように、パルス信号から再生チャネル周波数を推定し、ＰＬＬ回路の中心周波数を、その推定したチャネル周波数に設定することで、センサ等を用いて再生チャネル周波数を推定しなくても、クロック信号の周波数を再生チャネル周波数に近付けることができ、ＰＬＬ回路を高速に引き込むことができる。
【００２７】
本発明の位相同期装置及び光ディスク装置では、前記パルス信号生成手段は、最尤検出により、前記変調信号から前記パルス信号を生成する最尤検出器を含む構成を採用できる。この場合、前記パルス信号生成手段は、前記変調信号をＰＲ等化し、前記最尤検出器に入力する等化器を含む構成を採用できる。また、前記最尤検出器は、ビタビアルゴリズムに従って最尤検出を行う構成を採用することができる。本発明の位相同期装置及び光ディスク装置は、最尤検出が前提となるような高密度化された媒体の再生を行う装置に好適に使用できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の第１の視点の位相同期装置及び方法は、パルス信号の符号反転間隔の最大値（最大符号反転間隔）を計測し、その最大符号反転間隔に基づいて再生チャネル周波数を推定する。このように推定した第１のチャネル周波数を、ＰＬＬ回路の中心周波数に設定することで、センサ等を追加しなくても、クロック信号の周波数を、再生チャネル周波数に近付けることができ、ＰＬＬ回路を高速に引き込むことができる。また、本発明の第１の視点の光ディスク装置は、ＰＬＬ回路を高速に引き込むことができるため、ＣＡＶ動作時のロングシーク等で、再生チャネル周波数に大きな変化が生じたときでも、すばやく位相同期状態を確立できる。
【００２９】
本発明の第２の視点の位相同期装置、方法、及び、光ディスク装置では、パルス信号から特殊パタンを検出し、その検出間隔に基づいて再生チャネル周波数を推定し、ＰＬＬ回路の中心周波数を、その推定したチャネル周波数に設定する。このようにすることで、センサ等を用いて再生チャネル周波数を推定しなくても、クロック信号の周波数を再生チャネル周波数に近付けることができ、ＰＬＬ回路を高速に引き込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の光ディスク装置の構成を示している。光ディスク装置１００は、光ヘッド１２、サーボ機構１３、ＲＦアンプ１４、Ａ／Ｄ変換器１５、ＰＲＭＬ検出器１６、ＰＬＬ回路１７、最大符号反転間隔計測器１８、第１のチャネル周波数推定器１９、ｓｙｎｃ間隔計測器２０、第２のチャネル周波数推定器２１、セレクタ２２、及び、シーケンサ２３を備える。ディスク媒体１１の記録トラックには、ユーザデータがラン長制限規則に従って変調された微小マーク列として記録されている。ユーザデータには、ラン長制限符号の規則上で最も長いラン長以上のラン長を含む特殊パタン（ｓｙｎｃパタン）が、周期的に埋め込まれていている。
【００３１】
ディスク媒体１１は、図示しないスピンドルモータにより、回転制御される。光ヘッド１２は、レーザダイオード、光学素子、及び、対物レンズの駆動系を備えており、ディスク媒体１１のグルーブトラック（記録トラック）に集光ビームを照射する。光ヘッド１２は、ディスク媒体１１との鉛直方向及び半径方向の位置ずれを、ディスク媒体１１からの反射光に基づいて検出し、アクチュエータサーボ機構１３により、対物レンズの駆動系を制御することで、ディスク面ぶれ、及び、ディスク偏芯に対して、集光スポットを記録トラックに正確に追従させる。
【００３２】
光ヘッド１２は、フォトディテクタにより、記録トラック内の微小マーク列で変調された反射光を検出する。フォトディテクタは、反射光の強弱に応じた微弱な受光信号をＲＦアンプ１４に出力する。ＲＦアンプ１４は、微弱な受光信号を増幅して、再生ＲＦ信号として出力する。Ａ／Ｄ変換器１５は、再生ＲＦ信号をＡ／Ｄ変換し、デジタル化されたＲＦ信号を、ＰＲＭＬ検出器１６を含むデータ検出系に入力する。
【００３３】
ＰＬＬ回路１７は、デジタル化された再生ＲＦ信号から同期クロックを抽出し、Ａ／Ｄ変換器１５及びＰＲＭＬ検出器１６の動作クロックを生成する。ＰＬＬ回路１７は、発振器の中心周波数が切り替え可能に構成されている。ＰＬＬ回路１７については、アナログ回路で構成することも可能であるが、発振器の中心周波数の切替え等が必要であるため、デジタル回路で構成することが望ましい。ＰＲＭＬ検出器１６は、再生ＲＦ信号をＰＲ等化し、最尤検出によって、データ系列を識別する。ＰＲＭＬ検出器１６において、ＰＲ等化及び最尤検出を用いることにより、再生ＲＦ信号の分解能が低下した場合でも、エラー発生率を下げることができる。ＰＲＭＬ検出器１６で識別されたデータは、図示しないラン長制限符号の復調や誤り訂正処理を経て、音楽データや映像データとして再生される。
【００３４】
最大符号反転間隔計測器１８は、識別データ中の‘０’又は‘１’が連続する時間を、ＰＬＬ回路１７が生成するクロック信号単位で計測する。最大符号反転間隔計測器１８は、ｓｙｎｃ間隔以上の期間にわたって‘０’又は‘１’の連続時間を計測し、そのうちで最大のものを、最大符号反転間隔Ｔmaxとして出力する。表１に示したように、ｓｙｎｃパタンには、ラン長制限符号の最大ラン長以上のパタン（最大符号）が含まれており、最大符号反転間隔計測器１８は、その最大符号の時間幅を、最大符号反転間隔Ｔmaxとして出力する。第１のチャネル周波数推定器１９は、最大符号反転間隔計測器１８が出力する最大符号反転間隔Ｔmaxに基づいて、推定チャネル周波数ｆdet_Tを算出する。
【００３５】
ｓｙｎｃ間隔計測器２０は、ＰＲＭＬ検出器１６が出力する識別データから、ｓｙｎｃパタンの出現間隔（ｓｙｎｃ間隔Ｔinter）を計測する。ＤＶＤやＨＤ ＤＶＤでは、表１に示したように、ｓｙｎｃ内では、ｓｙｎｃ外で計測される‘０’又は‘１’の連続数よりも長い連続数が計測されるため、ｓｙｎｃ間隔計測器２０は、１２〜１５のＰＬＬクロック周期のパルス長をｓｙｎｃパタンとみなして、その間隔を計測すればよい。ＣＤの場合には、ｓｙｎｃ内外で計測される ‘０’又は‘１’の連続数が相互に等しいため、ｓｙｎｃパタンに一致するパタンを検出して、その間隔を計測すればよい。第２のチャネル周波数推定器２１は、ｓｙｎｃ間隔計測器２０が計測したｓｙｎｃ間隔Ｔinterに基づいて、推定チャネル周波数ｆdet_Sを算出する。
【００３６】
セレクタ２２は、第１のチャネル周波数推定器１９が算出した推定チャネル周波数ｆdet_T、及び、第２のチャネル周波数推定器２１が算出した推定チャネル周波数ｆdet_Sを入力する。セレクタ２２は、シーケンサ２３から入力するセレクタ制御信号ｓｅｌに応じて、第１のチャネル周波数推定器１９が算出した推定チャネル周波数ｆdet_T、又は、第２のチャネル周波数推定器２１が算出した推定チャネル周波数ｆdet_Sを、推定チャネル周波数ｆdetとしてＰＬＬ回路１７に入力する。
【００３７】
図２は、ＰＬＬ回路１７の構成を示している。ＰＬＬ回路１７は、位相比較器７１、ループフィルタ（ＬＰＦ）７２、加算器７３、数値制御発振器（ＮＣＯ：Numerical Controlled Oscillator）７４、及び、セレクタ７５を備える。位相比較器７１は、デジタル化されたＲＦ信号を入力し、これと、１時点前のＲＦ信号とを用いて、位相差情報を生成する。ループフィルタ７２は、位相比較器７１が出力する位相差情報を入力し、位相差情報が所望のループ特性となるようにフィルタリングして、制御用周波数情報を生成する。
【００３８】
セレクタ７５は、セレクタ２２（図１）が出力する推定チャネル周波数ｆdetと、セレクタ７５自身の出力とを入力する。セレクタ７５は、シーケンサ２３から入力するタイミング制御信号ｔｅｓｔがアクティブとなると、推定チャネル周波数ｆdetを、加算器７３に出力する。それ以外の期間では、セレクタ７５の出力は一定の値に維持される。加算器７３は、ループフィルタ７２が出力する制御用周波数情報と、セレクタ７５の出力とを加算してＮＣＯ７４に入力し、ＮＣＯ７４の発振周波数を制御する。ＮＣＯ７４の出力は、ＰＬＬクロックとして、Ａ／Ｄ変換器１５やＰＲＭＬ検出器１６の動作クロックとなる。
【００３９】
図１に戻り、シーケンサ２３は、ハードウェア（回路）で実現され、或いは、ＣＰＵとソフトウェアとで実現される。シーケンサ２３は、ＰＬＬ回路１７の同期状態を監視する。シーケンサ２３は、例えば、ＰＲＭＬ検出器１６が出力する識別データを用いて同期状態を監視する。同期状態の基準としては、例えばｓｙｎｃ間隔がメディアに固有の値となっているか否かを用いることができる。また、ＰＬＬ回路１７自体、例えば位相比較器７１の遷移状態などで、同期外れを検出し、この信号をシーケンサ２３に入力する構成でもよい。シーケンサ２３は、同期外れを検出すると、周波数引込み動作を開始する。或いは、図示しない外部のＣＰＵからシーク等の同期が外れる動作の直後に、周波数引込みトリガ信号を入力して、引込み動作を開始してもよい。
【００４０】
周波数引込み開始時には、シーケンサ２３は、セレクタ２２に、第１のチャネル周波数推定器１９の出力を選択する旨の選択信号ｓｅｌを入力し、最大符号反転間隔計測器１８及び第１のチャネル周波数推定器１９を用い最大符号反転間隔Ｔmaxに基づいて推定したチャネル周波数ｆdet_Tを、ＰＬＬ回路１７に入力する。周波数引込み開始の状態では、ＰＲＭＬ検出器１６は、ＰＬＬ回路１７の発振周波数がＲＦ信号のチャネル周波数に一致しない状態で、識別データを生成する。この識別データから、最大符号反転間隔Ｔmaxを計測すると、例えばＤＶＤでは、ｓｙｎｃ内で１４Ｔ（Ｔはチャネルクロック）の時間幅が最大符号反転期間として計測されるべきところ、ＰＬＬクロック周波数がチャネル周波数に一致していないことにより、それよりも長い又は短い時間幅が、最大符号反転間隔Ｔmaxとして計測される。チャネル周波数推定器１９は、ＰＬＬクロック周波数がチャネル周波数に同期している場合の最大符号反転間隔をＴsync1、計測時のＰＬＬ回路１７の発振周波数をｆpllとして、Ｔmaxより推定されるチャネル周波数ｆdet_Tを、下記式（１）によって算出する。
ｆdet_T＝（Ｔsync1／Ｔmax）×ｆpll （１）
算出されたチャネル周波数ｆdet_Tには誤差が含まれるため、チャネル周波数の算出を複数回行って、平均化してもよい。
【００４１】
第１のチャネル周波数推定器１９が算出したチャネル周波数ｆdet_Tは、セレクタ２２を介して、推定チャネル周波数ｆdetとしてＰＬＬ回路１７に入力される。シーケンサ２３は、所定のタイミングで、ＰＬＬ回路１７に入力するタイミング制御信号ｔｅｓｔをアクティブにする。タイミング制御信号ｔｅｓｔがアクティブになると、セレクタ７５は、第１のチャネル周波数推定器１９の出力ｆdet_tを選択し、ＮＣＯ７４に、ループフィルタ７２の出力と第１のチャネル周波数推定器１９の出力ｆdet_Tとを加算した値が入力される。これにより、ＮＣＯ７４の発振周波数の中心周波数が、第１のチャネル周波数推定器１９が算出した周波数ｆdet_Tにプリセットされる。このような、最大符号反転間隔Ｔmaxを用いて推定した周波数ｆdet_TをＰＬＬ回路１７の中心周波数としてプリセットする操作を複数回繰り返すことで、ＰＬＬクロック周波数ｆpllを、ＲＦ信号のチャネル周波数に近付けることができる。
【００４２】
最大符号反転間隔Ｔmaxを用いた引込みについて詳述する。ＰＲＭＬ検出器１６に用いられるビタビ復号器は、ＰＲクラスと最小ラン長の制約とを基に最尤検出を行う。このとき、ＰＬＬ同期が確立していることが前提であるが、非同期の状態でも、相応のパルス化は可能である。しかし、ビタビ復号器の動作クロック、つまりＰＬＬクロック周波数がＲＦ信号チャネル周波数よりも低い場合には、最小ランの検出を誤る確率が高くなる。この場合に、ＰＲＭＬ検出器１６が出力する識別データの最大符号反転間隔を計測すると、ｓｙｎｃ前後の短パタンを読み誤り、平均化したとしても、本来よりも長い間隔が算出される。逆に、ＰＬＬ回路１７の出力クロック周波数がＲＦ信号のチャネル周波数よりも高い場合には、ＰＬＬ回路１７がロックしているとすれば最小ラン長規則で除外できるような波形変動を短パタンとして識別し、本来よりも短いラン長が検出される可能性がある。この関係を図３に示す。
【００４３】
図３におけるＰＬＬクロック周波数ｆpllと、最大符号反転間隔の計測値Ｔmaxとの関係を関数ｇで定義すると、
Ｔmax＝ｇ（ｆpll） （２）
と表すことができる。図３を参照すると、最大符号反転間隔の計測値Ｔmaxと、ＰＬＬクロック周波数ｆpllとは、ほぼ比例関係にあり、第１のチャネル周波数推定器１９は、これらの値から、式（１）を用いて、チャネル周波数を推定する。式（１）及び式（２）から、推定されたチャネル周波数ｆdet_TとＰＬＬ回路１７の出力クロック周波数ｆpllとの関係を求めると、
ｆdet_T＝（Ｔsync1／ｇ（ｆpll））×ｆpll＝ｈ（ｆpll） （３）
と表すことができる。式（３）をグラフ化すると、図４に示すグラフが得られる。
【００４４】
図４に示すグラフにおいて、ＰＬＬクロック周波数ｆpllのとり得る値の全域で推定チャネル周波数ｆdet_TがＲＦ信号のチャネル周波数にほぼ一致していれば、１回の最大符号反転間隔の計測により、ほぼ確実にＰＬＬクロック周波数ｆpllをＲＦ信号のチャネル周波数に合わせこむことができる。しかし、実際には、特にＰＬＬクロック周波数ｆpllが低いほど、計測された最大符号反転間隔の誤差が大きく、推定チャネルクロック周波数がＲＦ信号のチャネル周波数から大きくずれる。
【００４５】
ＰＬＬクロック周波数ｆpllが、ＲＦ信号チャネル周波数に近い場合には、推定チャネル周波数ｆdet_TがＲＦ信号チャネル周波数にほぼ一致する。この関係から、下記式（４）に示すように、イテレーションによって、ＰＬＬクロック周波数ｆpllを、ＲＦ信号チャネル周波数にほぼ一致させることができる。
ｆpll（ｎ＋１）＝Ｔsync1／Ｔmax（ｎ）×ｆpll（ｎ） （４）
ただしｎは、イテレーションのサイクル数を示す。
引込み動作開始時（ｎ＝０）では、ＰＬＬクロック周波数の初期値ｆpll（０）における最大符号反転間隔Ｔmax（０）を計測し、推定チャネル周波数ｆdet_T（０）を算出して、これを次回のＰＬＬクロック周波数ｆpll（１）とする。続いて、ＰＬＬクロック周波数ｆpll（１）における最大符号反転間隔Ｔmax（１）を計測し、推定チャネル周波数ｆdet_T（１）を算出して、これを次回のＰＬＬクロック周波数ｆpll（２）とする。このような動作を繰り返すことで、図４に示すように、ＰＬＬクロック周波数ｆpllを、ＲＦ信号チャネル周波数に収束させることができる。
【００４６】
シーケンサ２３は、第１のチャネル周波数推定器１９が算出した周波数ｆdet_TをＰＬＬ回路１７の中心周波数としてプリセットする操作を所定回数繰り返し、ＰＬＬ回路１７の出力周波数をＲＦ信号チャネル周波数に近付けると、選択信号ｓｅｌを切り替え、ｓｙｎｃ間隔計測器２０及び第２のチャネル周波数推定器２１を用いｓｙｎｃ間隔に基づいて推定したチャネル周波数を、ＰＬＬ回路１７に入力する。この状態では、ＰＬＬ回路１７の出力周波数は、ＲＦ信号のチャネル周波数に近づいており、ＰＲＭＬ検出器１６は、動作クロックがＲＦ信号のチャネル周波数にある程度一致した状態で、識別データを生成するため、この識別データから、ｓｙｎｃパタンを検出することが可能である。
【００４７】
ｓｙｎｃ間隔計測器２０は、例えば、ｓｙｎｃパタン検出器によって、ＰＲＭＬ検出器１６が出力する識別データからｓｙｎｃパタンを検出し、その検出間隔をカウンタで計測して、ＰＬＬクロック単位でｓｙｎｃ間隔Ｔinterを計測する。例えばＤＶＤでは、１４８８Ｔ（表１）の時間幅がｓｙｎｃ間隔Ｔinterとして計測されるべきところ、ＰＬＬクロック周波数が完全にチャネル周波数に一致していないことにより、それよりも長い又は短い時間幅が、ｓｙｎｃ間隔Ｔinterとして計測される。第２のチャネル周波数推定器２１は、ディスク媒体１１におけるｓｙｎｃ間隔をＴsync2、計測時のＰＬＬ回路１７の発振周波数をｆpllとして、ｓｙｎｃ間隔計測器２０が計測したｓｙｎｃ間隔Ｔinterより推定されるチャネル周波数ｆdet_Sを、下記式（５）によって算出する。
ｆdet_S＝Ｔsync2／Ｔinter×ｆpll （５）
【００４８】
第２のチャネル周波数推定器２１が算出したチャネル周波数ｆdet_Sは、セレクタ２２を介して、推定チャネル周波数ｆdetとしてＰＬＬ回路１７に入力される。シーケンサ２３は、所定のタイミングで、ＰＬＬ回路１７に入力するタイミング制御信号ｔｅｓｔをアクティブにする。タイミング制御信号ｔｅｓｔがアクティブになると、ＰＬＬ回路１７内のセレクタ７５は、第２のチャネル周波数推定器２１の出力ｆdet_Sを選択し、ＮＣＯ７４に、ループフィルタ７２の出力と第２のチャネル周波数推定器２１の出力ｆdet_Sとを加算した値を入力する。これにより、ＮＣＯ７４の発振周波数の中心周波数が、第２のチャネル周波数推定器２１が算出した周波数ｆdet_Sにプリセットされる。この動作により、ＰＬＬクロック周波数とＲＦ信号チャネル周波数との差が、ＰＬＬ回路１７のキャプチャレンジ以下となれば、通常の位相引込み動作により、位相同期が完了する。
【００４９】
図５は、位相引込みの様子をタイミングチャートで示している。時刻ｔ１で、外周側のトラックで位相同期した状態から内周側のトラックにシークすると、ＲＦ信号が途切れ（ａ）、ＰＬＬ回路１７の同期が外れる（ｂ）。このときＲＦ信号チャネル周波数は、シークの前後で周波数が変化する（ｃ）。シーケンサ２３は、ＰＬＬ回路１７の同期が外れていることを検出し、セレクタ制御信号ｓｅｌを切り替えて（ｅ）、最大符号反転間隔を用いた引込み（周波数粗引込み）を開始させる。時刻ｔ２でシークが終了し、ＰＲＭＬ検出器１６によってＲＦ信号が識別データ列に変換されると、最大符号反転間隔計測器１８は、最大符号反転期間Ｔmax（０）を計測し、第１のチャネル周波数推定器１９は、計測された最大符号反転期間Ｔmax（０）に基づいて推定チャネル周波数ｆdet_T（０）を算出する。
【００５０】
時刻ｔ３で、シーケンサ２３がタイミング制御信号ｔｅｓｔをアクティブ（ｆ）にすると、ＰＬＬ回路１７は、ＰＬＬクロック周波数ｆpllの中心周波数を、推定チャネル周波数ｆdet_T（０）に設定する（ｄ）。時刻ｔ４で、シーケンサ２３が再びタイミング制御信号ｔｅｓｔ（ｆ）をアクティブとすると、ＰＬＬ回路１７は、ＰＬＬクロック周波数ｆpllの中心周波数を、第１のチャネル周波数推定器１９が算出した推定チャネル周波数ｆdet_T（１）に設定する。シーケンサ２３は、時刻ｔ４でテスト信号をアクティブとした後に、選択制御信号ｓｅｌを反転し（ｅ）、ｓｙｎｃ間隔を用いた引込み（周波数高精度引込み）を開始させる。
【００５１】
ＰＲＭＬ検出器１６は、中心周波数ｆdet_T（１）のＰＬＬクロックで動作し、識別データを出力する。ｓｙｎｃ間隔計測器２０は、この識別データから、ｓｙｎｃ間隔を計測し、第２のチャネル周波数推定器２１は、計測されたｓｙｎｃ間隔に基づいて、推定チャネル周波数ｆdet_Sを算出する。時刻ｔ５で、シーケンサ２３がタイミング制御信号ｔｅｓｔ（ｆ）をアクティブとすると、ＰＬＬ回路１７は、ＰＬＬクロック周波数ｆpllの中心周波数を、第２のチャネル周波数推定器２１が算出した推定チャネル周波数ｆdet_Sに設定する（ｄ）。その後、ＰＬＬ回路１７が、通常の引込み動作を行うことにより、時刻ｔ６で位相同期が確立する。
【００５２】
ｓｙｎｃは、出現頻度が比較的高いために、広い周波数範囲でチャネル周波数を算出することが可能であるものの、ｓｙｎｃパタンに含まれる長マークは高々数十チャネルクロックの長さしかないため、これのみを用いて高い精度で周波数を算出することは難しい。一方、ｓｙｎｃ間隔は、長マークの５０〜１００倍の長さがあり、このｓｙｎｃ間隔から周波数を算出することにより、高精度の周波数情報を生成することができる。しかしながら、ＰＬＬ回路１７の発振周波数のずれがＲＦ信号チャネル周波数に対して±２０％程度の範囲を超える場合には、識別データからｓｙｎｃパタンを正しく検出することができず、ｓｙｎｃ間隔を用いて位相引込みを行うことができない。
【００５３】
本実施形態では、引込み開始時には、ＰＬＬクロックが位相同期していない状態の識別データの最大符号反転間隔を用いて粗調整を行って、ＰＬＬクロック周波数をＲＦ信号チャネル周波数に近づけ、その後、ＰＬＬクロックがＲＦ信号チャネル周波数に近い状態の識別データからｓｙｎｃ間隔を計測して精密調整を行い、ＰＬＬクロックを位相同期させる。このように、最大符号反転間隔を用いた粗調整と、ｓｙｎｃ間隔を用いた精密調整との２段階によって周波数引込みを行うことで、ＰＲＭＬ検出が前提となる低分解能の再生信号に対しても、より高速に周波数引込みを完了させることができる。
【００５４】
本実施形態の光ディスク装置１００では、上記のように、ＰＬＬ回路１７を高速に引き込むことができるため、ＣＬＶ記録されたディスクをＣＡＶにてランダム再生する際に、ロングシークが発生した場合でも、再生時のスループットを向上できる。また、新たにセンサ等を追加する必要がないため、コストを増加させることなく高速引込みを実現できる。
【００５５】
なお、上記実施形態では、最大符号反転間隔に基づく粗調整を行った後に、ｓｙｎｃ間隔に基づく精密調整を行う例について示したが、精密調整については、行わなくてもよい場合がある。例えば、ＰＬＬ回路１７のループゲインを十分に高くとることができ、粗調整後のＰＬＬクロック周波数で位相同期が可能な場合には、精密調整を行う必要はない。また、粗調整のみで、ＰＬＬクロック周波数を十分にＲＦ信号チャネル周波数に近付けることができる場合にも、精密調整を省くことができる。これとは逆に、識別データからｓｙｎｃパタンが検出可能であるときには、ｓｙｎｃ間隔に基づく精密調整のみで、ＰＬＬクロック周波数を、再生ＲＦ信号チャネル周波数に同期させてもよい。
【００５６】
上記実施形態では、ＰＬＬ回路１７の位相同期が外れた場合、未知のＲＦ信号チャネル周波数に対して、位相同期が外れる直前のＰＬＬクロック周波数からスタートして、ＰＬＬクロック周波数をＲＦ信号チャネル周波数に近づけていく例について示したが、これには限定されない。例えば、引込み開始時には、ＰＬＬ回路１７をあらかじめ定めた初期周波数で発振させて粗調整を開始し、ＰＬＬクロック周波数を、その初期周波数から、ＲＦチャネル周波数に近づけていく構成とすることもできる。この場合、図５に示したように、ＰＬＬクロック周波数がＲＦ信号チャネル周波数よりも高い場合の方が推定チャネル周波数の誤差が小さくなるため、初期周波数には、高めの周波数を設定することが好ましい。
【００５７】
ＰＲＭＬ検出器１６は、入力するチャネル特性が、特定のＰＲクラスにほぼ一致している場合には、ＰＲ等化を行わずにビタビ復号器で識別データを生成する構成とすることができる。また、最尤検出は、ビタビ復号には限定されず、他のアルゴリズムを用いることもできる。再生ＲＦ信号の分解能が十分に高い場合には、ＰＲＭＬ検出器１６に代えて、しきい値検出を用いたパルス化回路によって識別データを生成してもよい。
【００５８】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の位相同期装置、方法、及び、光ディスク装置は、上記実施形態例にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク装置に利用可能であり、特に高密度記録された光ディスク装置のＣＡＶ再生に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態の光ディスク装置の構成を示すブロック図。
【図２】ＰＬＬ回路の構成を示すブロック図。
【図３】ＰＬＬクロック周波数と、計測された最大符号反転間隔との関係を示すグラフ。
【図４】ＰＬＬクロック周波数と、推定チャネル周波数との関係を示すグラフ。
【図５】位相同期時の動作の様子を示すタイミング図。
【図６】従来のＰＬＬ回路の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００６１】
１１ ディスク媒体
１２ 光ヘッド
１３ サーボ機構
１４ ＲＦアンプ
１５ Ａ／Ｄ変換器
１６ ＰＲＭＬ検出器
１７ ＰＬＬ回路
１８ 最大符号反転間隔計測器
１９、２１ チャネル周波数推定器
２０ ｓｙｎｃ間隔計測器
２２、７５ セレクタ
２３ シーケンサ
７１ 位相比較器
７２ ループフィルタ
７３ 加算器
７４ 数値制御発振器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相同期装置、方法、及び、光ディスク装置に関し、更に詳しくは、ＰＬＬ回路が生成するクロック信号を、光ディスク媒体等から読み出した信号のチャネルクロックに同期させる位相同期装置、方法、及び、光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量の情報記録メディアとして、音楽再生用のＣＤ（Compact Disc）、映像再生用のＤＶＤ（Digital Versatile Disc）が普及している。また、最近では、ＨＤ（High Definition）映像を長時間記録可能な次世代光ディスクとして、ＨＤ ＤＶＤ（High Definition Digital Versatile Disc）やＢｒＤ（Blue Ray Disc）が登場している。これら光ディスク記録媒体は、スパイラル状の記録トラックを有しており、音楽データや映像データなどのデジタル情報（ユーザデータ）は、その記録トラックに、微小記録マーク列として記録されている。
【０００３】
光ディスク装置は、レーザ、光学素子、及び、ディスク面に対して垂直方向（フォーカス方向）と半径方向（トラック方向）とに稼動できる機構を搭載した光ヘッドを有している。再生時には、光ヘッドは、スピンドルモータによって回転制御された光ディスクの情報記録面に、集光したレーザ光を照射する。このとき、光ヘッドは、光ディスクからの反射光を検知し、集光ビームが記録マーク列を走査するように、フォーカス及びトラッキングアクチュエータを制御する。
【０００４】
記録マーク列に照射された集光ビームの反射光は、明暗又は偏光により、フォトディテクタで電気信号として検出される。検出された再生信号は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路によって同期クロックが抽出されると同時にパルス化される。その後、誤り訂正処理等を行って、音楽や映像情報が再生される。
【０００５】
集光されたビームスポットは有限であり、スポット径が小さいほど高密度の記録・再生が可能であるため、このビームスポットを小さくするための光学的なアプローチが進められてきた。スポット径は、対物レンズのＮＡ（Natural Aperture）に反比例し、レーザビーム波長λに比例する。従って、ＮＡを大きくし、λを小さくすることでスポット径を小さくすることができる。しかし、ＮＡを大きくすると焦点深度が浅くなり、ディスク面とレンズとの距離を狭める必要があることから限界がある。
【０００６】
ところで、短波長レーザは、高出力発信の安定性、長寿命化が課題であるものの、ＣＤでは赤外レーザー(λ=780nm)、ＤＶＤでは赤色レーザー(λ=650nm)、ＨＤ ＤＶＤなどの次世代ＤＶＤでは青色レーザー(λ=405nm)と、レーザビームの短波長化は徐々に進んでいる。波長が短くなることにより、集光ビーム径は小さくなってきたが、現在では、波長比以上に記録容量が増加している。これは、検出性能を上げるための技術が進歩してきたためである。
【０００７】
高密度記録された情報を再生するための手法としては、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）検出がある。この検出方式は、ＰＲ等化に最尤検出を組み合わせたもので、一種の誤り訂正を行いながらデータを検出する。最尤検出では、一般的にはビタビ復号が用いられる。ＰＲＭＬでは、再生信号は、ＰＲ等化により時間方向に相関を持ち、再生信号をサンプリングしたデータ系列には、特定の状態遷移しか現れなくなる。限られた状態遷移と、ノイズを含む実際の再生信号のデータ系列とを比較し、最も確からしい状態遷移を選ぶことで、検出データの誤りを低減できる。特に、ＨＤ ＤＶＤは、最短マークの再生振幅が低下し、ＣＤやＤＶＤで用いられるしきい値検出では検出できないため、このようなＰＲＭＬ検出を前提としている。
【０００８】
ここで、光ディスク装置におけるディスクの回転制御方式には、主に２種類の方式が存在する。一方の方式は、線速度を一定に保つＣＬＶ（Constant Linear Velocity）制御方式であり、他方の方式は、回転角速度を一定とするＣＡＶ（Constant Angular Velocity）制御方式である。ＣＬＶ制御方式と、ＣＡＶ制御方式とを比較すると、ＣＬＶ制御は、内外周でスピンドル回転数が約２．４倍変化するため、ランダムアクセス時にスピンドル制御の待ち時間がかかり、これにより多くの電力が消費されるという問題がある。これに対し、ＣＡＶ制御方式では、スピンドルを一定速度で回転させるため、回転数の待ち時間が０となってアクセス性が向上するため、ＣＡＶ制御を採用する装置が増えてきている。しかし、ＣＬＶ制御で記録されたディスクを、ＣＡＶ制御する場合には、半径に比例して線速度が変化することになるため、ジャンプ直後のＰＰＬ回路の周波数引込みがネックとなる。
【０００９】
光ディスク装置のＰＬＬ回路は、ディスク偏芯に対して十分に追従し、かつ、ノイズ等ではロックが外れないようにループゲインが低く抑えられている。従って、ＰＬＬ回路のキャプチャレンジは狭くなっており、ＣＡＶ時のロングシーク直後など周波数が大きく変化する場合には、周波数引込みができない。光ディスクやＤＶＤ−ＲＡＭなどのプリプットヘッダを有する光ディスクでは、数ＫＢのセクタ単位にＶＦＯが挿入されており、ＰＬＬ回路の高速引込みが比較的容易に実現できる。しかし、ＤＶＤ−ＲＡＭ以外のＤＶＤにはＶＦＯが存在せず、また、ＨＤ ＤＶＤではＶＦＯが６４ＫＢ間隔でしか存在せず、再生信号の分解能が低いために、高速な引込みが困難となる。
【００１０】
通常、光ディスクでは、記録データ中にｓｙｎｃと呼ばれる特殊パタンが一定間隔で挿入されている。この特殊パタンは、一般にはエラー伝播防止やＤＳＶ（Digital Sum Value）制御などに用いられる。下記表１に示すように、ｓｙｎｃパタンは、メディアごとに異なっているが、検出を容易にするために、ｓｙｎｃパタンには、各メディアの変調符号規則で規定する最大符号反転間隔以上の長パタンが含まれている。表１中の数値は、チャネルクロック周期単位の長さを示している。一般に、ｓｙｎｃ間隔は、ＶＦＯの間隔よりも狭いが、パタン自体は２Ｂ程度の短いものであり、これをそのまま周波数引込みの動作に用いることはできない。
【表１】
【００１１】
大きな周波数変化に対して、ＰＬＬ回路の引込み時間を短縮する技術としては、例えば特許文献１に記載された技術がある。図６は、特許文献１に記載されたＰＬＬ回路の構成を示している。再生ＲＦ信号は、データコンパレータ２０１によって２値化される。セクタマーク検出器２０２は、２値化された再生信号からＶＦＯ直前に配置される特殊パタン（セクタマーク）を検出する。セクタマークが検出されると、パルス発生器２０３は、セクタマーク直後に続くと予想されるＶＦＯ期間を示す予測ゲート信号を出力する。この予測ゲート信号により、ＶＦＯ／ＶＣＯセレクタ２０４を切り替えて、ＶＦＯ期間の２値信号を、周波数復調器２０５に入力する。周波数復調器２０５の出力は、ＶＦＯ／ＶＣＯクランプ２０６を通過後、周波数誤差ホールド回路２０７により周波数誤差電圧がホールドされ、混合アンプ２０８で周波数が加算される。特許文献１では、ＶＦＯで検出した再生ＲＦ信号のチャネル周波数を、ＶＣＯ発振周波数入力に換算することで、短期間で周波数引込み及び位相同期を実現している。
【００１２】
従来技術の別の例としては、特許文献２及び３に記載された技術がある。特許文献２では、ＣＬＶ制御の光ディスク装置について、ヘッド位置及びスピンドル回転数検出により、基準周波数を生成して、シーク時のアクセス時間の短縮を図っている。また、特許文献３では、中心周波数と掃引範囲とを決定し、周波数掃引によりＰＬＬ回路を引き込ませ、引込みを高速化している。
【特許文献１】特開平１０−１６３８６１公報
【特許文献２】特開平８−２９３１５５公報
【特許文献３】特開平８−１１６２５４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１では、ＰＬＬクロックの周波数が大きくずれている状態で、ＶＦＯの直前にあるセクタマーク等の特定マークを検出し、その直後に続くＶＦＯ期間を特定して、その部分をＦＭ変調することでチャネル周波数を検出している。しかし、ＰＲＭＬが必須となるような分解能が低下した再生信号に対して、かつ、位相同期していない状況下で、特定マークを精度よく検出することは困難である。また、ＣＤや、ＤＶＤ−ＲＡＭを除くＤＶＤでは、ＶＦＯ領域が存在しないため、特許文献１に記載の技術を適用することはできない。また、ＨＤ ＤＶＤでは、ＶＦＯ領域の先頭にはセクタマーク等の特定のマークは存在しておらず、特定マークを用いてＶＦＯ領域を認識することができず、仮にＶＦＯ領域を特定できたとしても、ＶＦＯ領域の出現頻度が低いことにより、高速引込みは困難である。
【００１４】
特許文献２に記載の技術は、線速度を一定とするＣＬＶ制御が前提となっている。このため、特許文献２に記載の技術を、スピンドル回転数を一定とするＣＡＶ制御の光ディスク装置にそのまま適用することはできない。特許文献２には記載されていないが、ヘッド位置を位置検出器によって検出し、再生チャネル周波数を検出する方法も考えられる。しかし、この場合には、位置検出器の追加によって光ディスク装置全体のコストがアップし、また、歩留まりが低下するという問題がある。特許文献３に記載の技術では、掃引周波数範囲を限定しても、引込み時間がかかるという問題がある。また、ヘッド位置の推定ミスが発生した場合には、中心周波数及び掃引周波数範囲が、正しい周波数とは異なる値に設定される可能性もあり、その場合には、引込みに失敗する可能性がある。
【００１５】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、新たにセンサ等を追加することなく、ＰＬＬクロックを、チャネル周波数に同期させることができる位相同期装置、方法、及び、光ディスク装置を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、再生信号の分解能が低い場合でも、ＣＡＶ動作時のロングシーク等で発生するチャネル周波数の大きな変化に対して、ＰＬＬ回路の周波数引込みを高速化できる位相同期装置、方法、及び、光ディスク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】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の視点の位相同期装置は、ラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号から、該変調信号に同期したクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号の符号反転間隔を計測し、前記特殊パタンの埋め込み周期以上の期間内における前記符号反転間隔の最大値を最大符号反転間隔として出力する最大符号反転間隔計測手段と、前記最大符号反転間隔に基づいて第１のチャネル周波数を推定する第１チャネル周波数信号生成手段とを備え、前記ＰＬＬ回路は、非同期状態になると、中心周波数が前記第１のチャネル周波数に設定されることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第１の視点の光ディスク装置は、同心円状又はスパイラル状のトラックが形成され、該トラック上にラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号が記録された光ディスク媒体を再生する光ディスク装置において、前記光ディスク媒体に記録された変調信号を読み出すピックアップ手段と、前記ピックアップ手段によって読み出された変調信号に同期したクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号の符号反転間隔を計測し、前記特殊パタンの埋め込み周期以上の期間における前記符号反転間隔の最大値を、最大符号反転間隔として出力する最大符号反転間隔計測手段と、前記最大符号反転間隔に基づいて第１のチャネル周波数を推定する第１チャネル周波数信号生成手段とを備え、前記ＰＬＬ回路は、非同期状態になると、中心周波数が前記第１のチャネル周波数に設定されることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１の視点の位相同期方法は、ＰＬＬ回路を用い、ラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号から、該変調信号に同期したクロック信号を生成する方法において、前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するステップと、前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号の符号反転間隔を計測し、前記特殊パタンの埋め込み周期以上の期間内における前記符号反転間隔の最大値を計測するステップと、前記計測された符号反転間隔の最大値に基づいて第１のチャネル周波数を推定するステップと、前記ＰＬＬ回路が非同期状態になると、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第１のチャネル周波数に設定するステップとを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の第１の視点の位相同期装置、方法、及び、光ディスク装置では、パルス信号の符号反転間隔の最大値（最大符号反転間隔）を計測し、その最大符号反転間隔に基づいて再生チャネル周波数を推定し、ＰＬＬ回路の中心周波数を、その推定したチャネル周波数（第１のチャネル周波数）に設定する。変調信号に埋め込まれた特殊パタンの周期以上の周期で最大符号反転間隔をＰＬＬクロック単位で計測すると、それは、特殊パタンに含まれるラン長制限符号規則の上限以上のラン長に相当する。この最大符号反転間隔の計測値と、再生チャネル周波数とは、ほぼ比例する関係にあるため、再生チャネル周波数が未知な場合でも、この計測値から実際の再生チャネル周波数を推定することができる。本発明では、ＰＬＬ回路が非同期になると、ＰＬＬ回路の中心周波数を、このように推定した第１のチャネル周波数に設定することで、センサ等を用いて再生チャネル周波数を推定しなくても、クロック信号の周波数を、再生チャネル周波数に近付けることができ、ＰＬＬ回路を高速に引き込むことができる。また、ＰＬＬ回路の中心周波数を第１のチャネル周波数に設定し、その状態で最大符号反転間隔を計測し、第１のチャネル周波数を推定して、ＰＬＬ回路の中心周波数を、その推定した第１のチャネル周波数に設定するという動作を繰り返すことによって、クロック信号の周波数と、実際の再生チャネル周波数との誤差を減少させ、精度を高めることができる。
【００２１】
本発明の第１の視点の位相同期装置及び光ディスク装置は、前記ＰＬＬ回路の中心周波数が前記第１のチャネル周波数に設定された状態における前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測する特殊パタン間隔計測手段と、前記特殊パタンの出現間隔に基づいて第２のチャネル周波数を推定する第２チャネル周波数信号生成手段とを更に備え、前記ＰＬＬ回路の中心周波数が、前記特殊パタンの出現間隔に基づいて前記第２チャネル周波数信号生成手段が推定した第２のチャネル周波数に設定される構成を採用することが好ましい。また、本発明の第１の視点の位相同期方法は、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第１のチャネル周波数に設定するステップに後続して、前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化したパルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測するステップと、前記特殊パタンの出現間隔に基づいて第２のチャネル周波数を推定するステップと、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第２のチャネル周波数に設定するステップとを更に有することが好ましい。ＰＬＬ回路の中心周波数を、最大符号反転間隔に基づいて推定した第１のチャネル周波数に設定し、再生チャネル周波数に近付けることで、パルス信号から、特殊パタンを検出することができる。特殊パタンの埋め込み周期は、最大符号反転間隔よりも長く、特殊パタンの出現間隔を用いてチャネル周波数を推定することで、最大符号反転間隔を用いたチャネル周波数の推定よりも、より正確にチャネル周波数を推定することができる。このように推定した第２のチャネル周波数を、ＰＬＬ回路の中心周波数に設定することで、高精度に、クロック信号の周波数を、再生チャネル周波数に一致させることができる。
【００２２】
本発明の第１の視点の位相同期装置及び光ディスク装置は、前記推定された第１及び第２のチャネル周波数を入力し、該第１及び第２のチャネル周波数の何れか一方を選択して前記ＰＬＬ回路に出力するセレクタと、前記第１及び第２のチャネル周波数信号のうちの何れを選択するかを制御するシーケンス手段とを備えており、前記シーケンス手段は、前記ＰＬＬ回路が非同期状態になると、前記セレクタに第１のチャネル周波数を選択させ、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第１のチャネル周波数に設定させた後、前記セレクタに第２のチャネル周波数を選択させ、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第２のチャネル周波数に設定させる構成を採用できる。このように、はじめ、セレクタから第１のチャネル周波数を出力し、ＰＬＬ回路の中心周波数を第１のチャネル周波数に設定して周波数粗引込みを行い、その後、セレクタから第２のチャネル周波数を出力し、ＰＬＬ回路の中心周波数を第２のチャネル周波数に設定して周波数高精度引込みを行うことで、クロック信号の周波数を、高精度に、再生チャネル周波数に一致させることができる。
【００２３】
本発明の第２の視点の位相同期装置は、ラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号から、該変調信号に同期したクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測する特殊パタン間隔計測手段と、前記特殊パタンの出現間隔に基づいてチャネル周波数を推定するチャネル周波数信号生成手段とを備え、前記ＰＬＬ回路は、非同期状態になると、中心周波数が前記チャネル周波数に設定されることを特徴とする。
【００２４】
本発明の第２の視点の光ディスク装置は、同心円状又はスパイラル状のトラックが形成され、該トラック上にラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号が記録された光ディスク媒体を再生する光ディスク装置において、前記光ディスク媒体に記録された変調信号を読み出すピックアップ手段と、前記ピックアップ手段によって読み出された変調信号に同期したクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測する特殊パタン間隔計測手段と、前記特殊パタンの出現間隔に基づいてチャネル周波数を推定するチャネル周波数信号生成手段とを備え、前記ＰＬＬ回路は、非同期状態になると、中心周波数が前記チャネル周波数に設定されることを特徴とする。
【００２５】
本発明の第２の視点の位相同期方法は、ＰＬＬ回路を用い、ラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号から、該変調信号に同期したクロック信号を生成する方法において、前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するステップと、前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測するステップと、前記特殊パタンの出現間隔に基づいてチャネル周波数を推定するステップと、前記ＰＬＬ回路が非同期状態になると、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記チャネル周波数に設定するステップとを有することを特徴とする。
【００２６】
本発明の第２の視点の位相同期装置、方法、及び、光ディスク装置では、パルス信号から特殊パタンを検出し、その検出間隔に基づいて再生チャネル周波数を推定し、ＰＬＬ回路の中心周波数を、その推定したチャネル周波数に設定する。このように、パルス信号から再生チャネル周波数を推定し、ＰＬＬ回路の中心周波数を、その推定したチャネル周波数に設定することで、センサ等を用いて再生チャネル周波数を推定しなくても、クロック信号の周波数を再生チャネル周波数に近付けることができ、ＰＬＬ回路を高速に引き込むことができる。
【００２７】
本発明の位相同期装置及び光ディスク装置では、前記パルス信号生成手段は、最尤検出により、前記変調信号から前記パルス信号を生成する最尤検出器を含む構成を採用できる。この場合、前記パルス信号生成手段は、前記変調信号をＰＲ等化し、前記最尤検出器に入力する等化器を含む構成を採用できる。また、前記最尤検出器は、ビタビアルゴリズムに従って最尤検出を行う構成を採用することができる。本発明の位相同期装置及び光ディスク装置は、最尤検出が前提となるような高密度化された媒体の再生を行う装置に好適に使用できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の第１の視点の位相同期装置及び方法は、パルス信号の符号反転間隔の最大値（最大符号反転間隔）を計測し、その最大符号反転間隔に基づいて再生チャネル周波数を推定する。このように推定した第１のチャネル周波数を、ＰＬＬ回路の中心周波数に設定することで、センサ等を追加しなくても、クロック信号の周波数を、再生チャネル周波数に近付けることができ、ＰＬＬ回路を高速に引き込むことができる。また、本発明の第１の視点の光ディスク装置は、ＰＬＬ回路を高速に引き込むことができるため、ＣＡＶ動作時のロングシーク等で、再生チャネル周波数に大きな変化が生じたときでも、すばやく位相同期状態を確立できる。
【００２９】
本発明の第２の視点の位相同期装置、方法、及び、光ディスク装置では、パルス信号から特殊パタンを検出し、その検出間隔に基づいて再生チャネル周波数を推定し、ＰＬＬ回路の中心周波数を、その推定したチャネル周波数に設定する。このようにすることで、センサ等を用いて再生チャネル周波数を推定しなくても、クロック信号の周波数を再生チャネル周波数に近付けることができ、ＰＬＬ回路を高速に引き込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の光ディスク装置の構成を示している。光ディスク装置１００は、光ヘッド１２、サーボ機構１３、ＲＦアンプ１４、Ａ／Ｄ変換器１５、ＰＲＭＬ検出器１６、ＰＬＬ回路１７、最大符号反転間隔計測器１８、第１のチャネル周波数推定器１９、ｓｙｎｃ間隔計測器２０、第２のチャネル周波数推定器２１、セレクタ２２、及び、シーケンサ２３を備える。ディスク媒体１１の記録トラックには、ユーザデータがラン長制限規則に従って変調された微小マーク列として記録されている。ユーザデータには、ラン長制限符号の規則上で最も長いラン長以上のラン長を含む特殊パタン（ｓｙｎｃパタン）が、周期的に埋め込まれていている。
【００３１】
ディスク媒体１１は、図示しないスピンドルモータにより、回転制御される。光ヘッド１２は、レーザダイオード、光学素子、及び、対物レンズの駆動系を備えており、ディスク媒体１１のグルーブトラック（記録トラック）に集光ビームを照射する。光ヘッド１２は、ディスク媒体１１との鉛直方向及び半径方向の位置ずれを、ディスク媒体１１からの反射光に基づいて検出し、アクチュエータサーボ機構１３により、対物レンズの駆動系を制御することで、ディスク面ぶれ、及び、ディスク偏芯に対して、集光スポットを記録トラックに正確に追従させる。
【００３２】
光ヘッド１２は、フォトディテクタにより、記録トラック内の微小マーク列で変調された反射光を検出する。フォトディテクタは、反射光の強弱に応じた微弱な受光信号をＲＦアンプ１４に出力する。ＲＦアンプ１４は、微弱な受光信号を増幅して、再生ＲＦ信号として出力する。Ａ／Ｄ変換器１５は、再生ＲＦ信号をＡ／Ｄ変換し、デジタル化されたＲＦ信号を、ＰＲＭＬ検出器１６を含むデータ検出系に入力する。
【００３３】
ＰＬＬ回路１７は、デジタル化された再生ＲＦ信号から同期クロックを抽出し、Ａ／Ｄ変換器１５及びＰＲＭＬ検出器１６の動作クロックを生成する。ＰＬＬ回路１７は、発振器の中心周波数が切り替え可能に構成されている。ＰＬＬ回路１７については、アナログ回路で構成することも可能であるが、発振器の中心周波数の切替え等が必要であるため、デジタル回路で構成することが望ましい。ＰＲＭＬ検出器１６は、再生ＲＦ信号をＰＲ等化し、最尤検出によって、データ系列を識別する。ＰＲＭＬ検出器１６において、ＰＲ等化及び最尤検出を用いることにより、再生ＲＦ信号の分解能が低下した場合でも、エラー発生率を下げることができる。ＰＲＭＬ検出器１６で識別されたデータは、図示しないラン長制限符号の復調や誤り訂正処理を経て、音楽データや映像データとして再生される。
【００３４】
最大符号反転間隔計測器１８は、識別データ中の‘０’又は‘１’が連続する時間を、ＰＬＬ回路１７が生成するクロック信号単位で計測する。最大符号反転間隔計測器１８は、ｓｙｎｃ間隔以上の期間にわたって‘０’又は‘１’の連続時間を計測し、そのうちで最大のものを、最大符号反転間隔Ｔmaxとして出力する。表１に示したように、ｓｙｎｃパタンには、ラン長制限符号の最大ラン長以上のパタン（最大符号）が含まれており、最大符号反転間隔計測器１８は、その最大符号の時間幅を、最大符号反転間隔Ｔmaxとして出力する。第１のチャネル周波数推定器１９は、最大符号反転間隔計測器１８が出力する最大符号反転間隔Ｔmaxに基づいて、推定チャネル周波数ｆdet_Tを算出する。
【００３５】
ｓｙｎｃ間隔計測器２０は、ＰＲＭＬ検出器１６が出力する識別データから、ｓｙｎｃパタンの出現間隔（ｓｙｎｃ間隔Ｔinter）を計測する。ＤＶＤやＨＤ ＤＶＤでは、表１に示したように、ｓｙｎｃ内では、ｓｙｎｃ外で計測される‘０’又は‘１’の連続数よりも長い連続数が計測されるため、ｓｙｎｃ間隔計測器２０は、１２〜１５のＰＬＬクロック周期のパルス長をｓｙｎｃパタンとみなして、その間隔を計測すればよい。ＣＤの場合には、ｓｙｎｃ内外で計測される ‘０’又は‘１’の連続数が相互に等しいため、ｓｙｎｃパタンに一致するパタンを検出して、その間隔を計測すればよい。第２のチャネル周波数推定器２１は、ｓｙｎｃ間隔計測器２０が計測したｓｙｎｃ間隔Ｔinterに基づいて、推定チャネル周波数ｆdet_Sを算出する。
【００３６】
セレクタ２２は、第１のチャネル周波数推定器１９が算出した推定チャネル周波数ｆdet_T、及び、第２のチャネル周波数推定器２１が算出した推定チャネル周波数ｆdet_Sを入力する。セレクタ２２は、シーケンサ２３から入力するセレクタ制御信号ｓｅｌに応じて、第１のチャネル周波数推定器１９が算出した推定チャネル周波数ｆdet_T、又は、第２のチャネル周波数推定器２１が算出した推定チャネル周波数ｆdet_Sを、推定チャネル周波数ｆdetとしてＰＬＬ回路１７に入力する。
【００３７】
図２は、ＰＬＬ回路１７の構成を示している。ＰＬＬ回路１７は、位相比較器７１、ループフィルタ（ＬＰＦ）７２、加算器７３、数値制御発振器（ＮＣＯ：Numerical Controlled Oscillator）７４、及び、セレクタ７５を備える。位相比較器７１は、デジタル化されたＲＦ信号を入力し、これと、１時点前のＲＦ信号とを用いて、位相差情報を生成する。ループフィルタ７２は、位相比較器７１が出力する位相差情報を入力し、位相差情報が所望のループ特性となるようにフィルタリングして、制御用周波数情報を生成する。
【００３８】
セレクタ７５は、セレクタ２２（図１）が出力する推定チャネル周波数ｆdetと、セレクタ７５自身の出力とを入力する。セレクタ７５は、シーケンサ２３から入力するタイミング制御信号ｔｅｓｔがアクティブとなると、推定チャネル周波数ｆdetを、加算器７３に出力する。それ以外の期間では、セレクタ７５の出力は一定の値に維持される。加算器７３は、ループフィルタ７２が出力する制御用周波数情報と、セレクタ７５の出力とを加算してＮＣＯ７４に入力し、ＮＣＯ７４の発振周波数を制御する。ＮＣＯ７４の出力は、ＰＬＬクロックとして、Ａ／Ｄ変換器１５やＰＲＭＬ検出器１６の動作クロックとなる。
【００３９】
図１に戻り、シーケンサ２３は、ハードウェア（回路）で実現され、或いは、ＣＰＵとソフトウェアとで実現される。シーケンサ２３は、ＰＬＬ回路１７の同期状態を監視する。シーケンサ２３は、例えば、ＰＲＭＬ検出器１６が出力する識別データを用いて同期状態を監視する。同期状態の基準としては、例えばｓｙｎｃ間隔がメディアに固有の値となっているか否かを用いることができる。また、ＰＬＬ回路１７自体、例えば位相比較器７１の遷移状態などで、同期外れを検出し、この信号をシーケンサ２３に入力する構成でもよい。シーケンサ２３は、同期外れを検出すると、周波数引込み動作を開始する。或いは、図示しない外部のＣＰＵからシーク等の同期が外れる動作の直後に、周波数引込みトリガ信号を入力して、引込み動作を開始してもよい。
【００４０】
周波数引込み開始時には、シーケンサ２３は、セレクタ２２に、第１のチャネル周波数推定器１９の出力を選択する旨の選択信号ｓｅｌを入力し、最大符号反転間隔計測器１８及び第１のチャネル周波数推定器１９を用い最大符号反転間隔Ｔmaxに基づいて推定したチャネル周波数ｆdet_Tを、ＰＬＬ回路１７に入力する。周波数引込み開始の状態では、ＰＲＭＬ検出器１６は、ＰＬＬ回路１７の発振周波数がＲＦ信号のチャネル周波数に一致しない状態で、識別データを生成する。この識別データから、最大符号反転間隔Ｔmaxを計測すると、例えばＤＶＤでは、ｓｙｎｃ内で１４Ｔ（Ｔはチャネルクロック）の時間幅が最大符号反転期間として計測されるべきところ、ＰＬＬクロック周波数がチャネル周波数に一致していないことにより、それよりも長い又は短い時間幅が、最大符号反転間隔Ｔmaxとして計測される。チャネル周波数推定器１９は、ＰＬＬクロック周波数がチャネル周波数に同期している場合の最大符号反転間隔をＴsync1、計測時のＰＬＬ回路１７の発振周波数をｆpllとして、Ｔmaxより推定されるチャネル周波数ｆdet_Tを、下記式（１）によって算出する。
ｆdet_T＝（Ｔsync1／Ｔmax）×ｆpll （１）
算出されたチャネル周波数ｆdet_Tには誤差が含まれるため、チャネル周波数の算出を複数回行って、平均化してもよい。
【００４１】
第１のチャネル周波数推定器１９が算出したチャネル周波数ｆdet_Tは、セレクタ２２を介して、推定チャネル周波数ｆdetとしてＰＬＬ回路１７に入力される。シーケンサ２３は、所定のタイミングで、ＰＬＬ回路１７に入力するタイミング制御信号ｔｅｓｔをアクティブにする。タイミング制御信号ｔｅｓｔがアクティブになると、セレクタ７５は、第１のチャネル周波数推定器１９の出力ｆdet_tを選択し、ＮＣＯ７４に、ループフィルタ７２の出力と第１のチャネル周波数推定器１９の出力ｆdet_Tとを加算した値が入力される。これにより、ＮＣＯ７４の発振周波数の中心周波数が、第１のチャネル周波数推定器１９が算出した周波数ｆdet_Tにプリセットされる。このような、最大符号反転間隔Ｔmaxを用いて推定した周波数ｆdet_TをＰＬＬ回路１７の中心周波数としてプリセットする操作を複数回繰り返すことで、ＰＬＬクロック周波数ｆpllを、ＲＦ信号のチャネル周波数に近付けることができる。
【００４２】
最大符号反転間隔Ｔmaxを用いた引込みについて詳述する。ＰＲＭＬ検出器１６に用いられるビタビ復号器は、ＰＲクラスと最小ラン長の制約とを基に最尤検出を行う。このとき、ＰＬＬ同期が確立していることが前提であるが、非同期の状態でも、相応のパルス化は可能である。しかし、ビタビ復号器の動作クロック、つまりＰＬＬクロック周波数がＲＦ信号チャネル周波数よりも低い場合には、最小ランの検出を誤る確率が高くなる。この場合に、ＰＲＭＬ検出器１６が出力する識別データの最大符号反転間隔を計測すると、ｓｙｎｃ前後の短パタンを読み誤り、平均化したとしても、本来よりも長い間隔が算出される。逆に、ＰＬＬ回路１７の出力クロック周波数がＲＦ信号のチャネル周波数よりも高い場合には、ＰＬＬ回路１７がロックしているとすれば最小ラン長規則で除外できるような波形変動を短パタンとして識別し、本来よりも短いラン長が検出される可能性がある。この関係を図３に示す。
【００４３】
図３におけるＰＬＬクロック周波数ｆpllと、最大符号反転間隔の計測値Ｔmaxとの関係を関数ｇで定義すると、
Ｔmax＝ｇ（ｆpll） （２）
と表すことができる。図３を参照すると、最大符号反転間隔の計測値Ｔmaxと、ＰＬＬクロック周波数ｆpllとは、ほぼ比例関係にあり、第１のチャネル周波数推定器１９は、これらの値から、式（１）を用いて、チャネル周波数を推定する。式（１）及び式（２）から、推定されたチャネル周波数ｆdet_TとＰＬＬ回路１７の出力クロック周波数ｆpllとの関係を求めると、
ｆdet_T＝（Ｔsync1／ｇ（ｆpll））×ｆpll＝ｈ（ｆpll） （３）
と表すことができる。式（３）をグラフ化すると、図４に示すグラフが得られる。
【００４４】
図４に示すグラフにおいて、ＰＬＬクロック周波数ｆpllのとり得る値の全域で推定チャネル周波数ｆdet_TがＲＦ信号のチャネル周波数にほぼ一致していれば、１回の最大符号反転間隔の計測により、ほぼ確実にＰＬＬクロック周波数ｆpllをＲＦ信号のチャネル周波数に合わせこむことができる。しかし、実際には、特にＰＬＬクロック周波数ｆpllが低いほど、計測された最大符号反転間隔の誤差が大きく、推定チャネルクロック周波数がＲＦ信号のチャネル周波数から大きくずれる。
【００４５】
ＰＬＬクロック周波数ｆpllが、ＲＦ信号チャネル周波数に近い場合には、推定チャネル周波数ｆdet_TがＲＦ信号チャネル周波数にほぼ一致する。この関係から、下記式（４）に示すように、イテレーションによって、ＰＬＬクロック周波数ｆpllを、ＲＦ信号チャネル周波数にほぼ一致させることができる。
ｆpll（ｎ＋１）＝Ｔsync1／Ｔmax（ｎ）×ｆpll（ｎ） （４）
ただしｎは、イテレーションのサイクル数を示す。
引込み動作開始時（ｎ＝０）では、ＰＬＬクロック周波数の初期値ｆpll（０）における最大符号反転間隔Ｔmax（０）を計測し、推定チャネル周波数ｆdet_T（０）を算出して、これを次回のＰＬＬクロック周波数ｆpll（１）とする。続いて、ＰＬＬクロック周波数ｆpll（１）における最大符号反転間隔Ｔmax（１）を計測し、推定チャネル周波数ｆdet_T（１）を算出して、これを次回のＰＬＬクロック周波数ｆpll（２）とする。このような動作を繰り返すことで、図４に示すように、ＰＬＬクロック周波数ｆpllを、ＲＦ信号チャネル周波数に収束させることができる。
【００４６】
シーケンサ２３は、第１のチャネル周波数推定器１９が算出した周波数ｆdet_TをＰＬＬ回路１７の中心周波数としてプリセットする操作を所定回数繰り返し、ＰＬＬ回路１７の出力周波数をＲＦ信号チャネル周波数に近付けると、選択信号ｓｅｌを切り替え、ｓｙｎｃ間隔計測器２０及び第２のチャネル周波数推定器２１を用いｓｙｎｃ間隔に基づいて推定したチャネル周波数を、ＰＬＬ回路１７に入力する。この状態では、ＰＬＬ回路１７の出力周波数は、ＲＦ信号のチャネル周波数に近づいており、ＰＲＭＬ検出器１６は、動作クロックがＲＦ信号のチャネル周波数にある程度一致した状態で、識別データを生成するため、この識別データから、ｓｙｎｃパタンを検出することが可能である。
【００４７】
ｓｙｎｃ間隔計測器２０は、例えば、ｓｙｎｃパタン検出器によって、ＰＲＭＬ検出器１６が出力する識別データからｓｙｎｃパタンを検出し、その検出間隔をカウンタで計測して、ＰＬＬクロック単位でｓｙｎｃ間隔Ｔinterを計測する。例えばＤＶＤでは、１４８８Ｔ（表１）の時間幅がｓｙｎｃ間隔Ｔinterとして計測されるべきところ、ＰＬＬクロック周波数が完全にチャネル周波数に一致していないことにより、それよりも長い又は短い時間幅が、ｓｙｎｃ間隔Ｔinterとして計測される。第２のチャネル周波数推定器２１は、ディスク媒体１１におけるｓｙｎｃ間隔をＴsync2、計測時のＰＬＬ回路１７の発振周波数をｆpllとして、ｓｙｎｃ間隔計測器２０が計測したｓｙｎｃ間隔Ｔinterより推定されるチャネル周波数ｆdet_Sを、下記式（５）によって算出する。
ｆdet_S＝Ｔsync2／Ｔinter×ｆpll （５）
【００４８】
第２のチャネル周波数推定器２１が算出したチャネル周波数ｆdet_Sは、セレクタ２２を介して、推定チャネル周波数ｆdetとしてＰＬＬ回路１７に入力される。シーケンサ２３は、所定のタイミングで、ＰＬＬ回路１７に入力するタイミング制御信号ｔｅｓｔをアクティブにする。タイミング制御信号ｔｅｓｔがアクティブになると、ＰＬＬ回路１７内のセレクタ７５は、第２のチャネル周波数推定器２１の出力ｆdet_Sを選択し、ＮＣＯ７４に、ループフィルタ７２の出力と第２のチャネル周波数推定器２１の出力ｆdet_Sとを加算した値を入力する。これにより、ＮＣＯ７４の発振周波数の中心周波数が、第２のチャネル周波数推定器２１が算出した周波数ｆdet_Sにプリセットされる。この動作により、ＰＬＬクロック周波数とＲＦ信号チャネル周波数との差が、ＰＬＬ回路１７のキャプチャレンジ以下となれば、通常の位相引込み動作により、位相同期が完了する。
【００４９】
図５は、位相引込みの様子をタイミングチャートで示している。時刻ｔ１で、外周側のトラックで位相同期した状態から内周側のトラックにシークすると、ＲＦ信号が途切れ（ａ）、ＰＬＬ回路１７の同期が外れる（ｂ）。このときＲＦ信号チャネル周波数は、シークの前後で周波数が変化する（ｃ）。シーケンサ２３は、ＰＬＬ回路１７の同期が外れていることを検出し、セレクタ制御信号ｓｅｌを切り替えて（ｅ）、最大符号反転間隔を用いた引込み（周波数粗引込み）を開始させる。時刻ｔ２でシークが終了し、ＰＲＭＬ検出器１６によってＲＦ信号が識別データ列に変換されると、最大符号反転間隔計測器１８は、最大符号反転期間Ｔmax（０）を計測し、第１のチャネル周波数推定器１９は、計測された最大符号反転期間Ｔmax（０）に基づいて推定チャネル周波数ｆdet_T（０）を算出する。
【００５０】
時刻ｔ３で、シーケンサ２３がタイミング制御信号ｔｅｓｔをアクティブ（ｆ）にすると、ＰＬＬ回路１７は、ＰＬＬクロック周波数ｆpllの中心周波数を、推定チャネル周波数ｆdet_T（０）に設定する（ｄ）。時刻ｔ４で、シーケンサ２３が再びタイミング制御信号ｔｅｓｔ（ｆ）をアクティブとすると、ＰＬＬ回路１７は、ＰＬＬクロック周波数ｆpllの中心周波数を、第１のチャネル周波数推定器１９が算出した推定チャネル周波数ｆdet_T（１）に設定する。シーケンサ２３は、時刻ｔ４でテスト信号をアクティブとした後に、選択制御信号ｓｅｌを反転し（ｅ）、ｓｙｎｃ間隔を用いた引込み（周波数高精度引込み）を開始させる。
【００５１】
ＰＲＭＬ検出器１６は、中心周波数ｆdet_T（１）のＰＬＬクロックで動作し、識別データを出力する。ｓｙｎｃ間隔計測器２０は、この識別データから、ｓｙｎｃ間隔を計測し、第２のチャネル周波数推定器２１は、計測されたｓｙｎｃ間隔に基づいて、推定チャネル周波数ｆdet_Sを算出する。時刻ｔ５で、シーケンサ２３がタイミング制御信号ｔｅｓｔ（ｆ）をアクティブとすると、ＰＬＬ回路１７は、ＰＬＬクロック周波数ｆpllの中心周波数を、第２のチャネル周波数推定器２１が算出した推定チャネル周波数ｆdet_Sに設定する（ｄ）。その後、ＰＬＬ回路１７が、通常の引込み動作を行うことにより、時刻ｔ６で位相同期が確立する。
【００５２】
ｓｙｎｃは、出現頻度が比較的高いために、広い周波数範囲でチャネル周波数を算出することが可能であるものの、ｓｙｎｃパタンに含まれる長マークは高々数十チャネルクロックの長さしかないため、これのみを用いて高い精度で周波数を算出することは難しい。一方、ｓｙｎｃ間隔は、長マークの５０〜１００倍の長さがあり、このｓｙｎｃ間隔から周波数を算出することにより、高精度の周波数情報を生成することができる。しかしながら、ＰＬＬ回路１７の発振周波数のずれがＲＦ信号チャネル周波数に対して±２０％程度の範囲を超える場合には、識別データからｓｙｎｃパタンを正しく検出することができず、ｓｙｎｃ間隔を用いて位相引込みを行うことができない。
【００５３】
本実施形態では、引込み開始時には、ＰＬＬクロックが位相同期していない状態の識別データの最大符号反転間隔を用いて粗調整を行って、ＰＬＬクロック周波数をＲＦ信号チャネル周波数に近づけ、その後、ＰＬＬクロックがＲＦ信号チャネル周波数に近い状態の識別データからｓｙｎｃ間隔を計測して精密調整を行い、ＰＬＬクロックを位相同期させる。このように、最大符号反転間隔を用いた粗調整と、ｓｙｎｃ間隔を用いた精密調整との２段階によって周波数引込みを行うことで、ＰＲＭＬ検出が前提となる低分解能の再生信号に対しても、より高速に周波数引込みを完了させることができる。
【００５４】
本実施形態の光ディスク装置１００では、上記のように、ＰＬＬ回路１７を高速に引き込むことができるため、ＣＬＶ記録されたディスクをＣＡＶにてランダム再生する際に、ロングシークが発生した場合でも、再生時のスループットを向上できる。また、新たにセンサ等を追加する必要がないため、コストを増加させることなく高速引込みを実現できる。
【００５５】
なお、上記実施形態では、最大符号反転間隔に基づく粗調整を行った後に、ｓｙｎｃ間隔に基づく精密調整を行う例について示したが、精密調整については、行わなくてもよい場合がある。例えば、ＰＬＬ回路１７のループゲインを十分に高くとることができ、粗調整後のＰＬＬクロック周波数で位相同期が可能な場合には、精密調整を行う必要はない。また、粗調整のみで、ＰＬＬクロック周波数を十分にＲＦ信号チャネル周波数に近付けることができる場合にも、精密調整を省くことができる。これとは逆に、識別データからｓｙｎｃパタンが検出可能であるときには、ｓｙｎｃ間隔に基づく精密調整のみで、ＰＬＬクロック周波数を、再生ＲＦ信号チャネル周波数に同期させてもよい。
【００５６】
上記実施形態では、ＰＬＬ回路１７の位相同期が外れた場合、未知のＲＦ信号チャネル周波数に対して、位相同期が外れる直前のＰＬＬクロック周波数からスタートして、ＰＬＬクロック周波数をＲＦ信号チャネル周波数に近づけていく例について示したが、これには限定されない。例えば、引込み開始時には、ＰＬＬ回路１７をあらかじめ定めた初期周波数で発振させて粗調整を開始し、ＰＬＬクロック周波数を、その初期周波数から、ＲＦチャネル周波数に近づけていく構成とすることもできる。この場合、図５に示したように、ＰＬＬクロック周波数がＲＦ信号チャネル周波数よりも高い場合の方が推定チャネル周波数の誤差が小さくなるため、初期周波数には、高めの周波数を設定することが好ましい。
【００５７】
ＰＲＭＬ検出器１６は、入力するチャネル特性が、特定のＰＲクラスにほぼ一致している場合には、ＰＲ等化を行わずにビタビ復号器で識別データを生成する構成とすることができる。また、最尤検出は、ビタビ復号には限定されず、他のアルゴリズムを用いることもできる。再生ＲＦ信号の分解能が十分に高い場合には、ＰＲＭＬ検出器１６に代えて、しきい値検出を用いたパルス化回路によって識別データを生成してもよい。
【００５８】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の位相同期装置、方法、及び、光ディスク装置は、上記実施形態例にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク装置に利用可能であり、特に高密度記録された光ディスク装置のＣＡＶ再生に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態の光ディスク装置の構成を示すブロック図。
【図２】ＰＬＬ回路の構成を示すブロック図。
【図３】ＰＬＬクロック周波数と、計測された最大符号反転間隔との関係を示すグラフ。
【図４】ＰＬＬクロック周波数と、推定チャネル周波数との関係を示すグラフ。
【図５】位相同期時の動作の様子を示すタイミング図。
【図６】従来のＰＬＬ回路の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００６１】
１１ ディスク媒体
１２ 光ヘッド
１３ サーボ機構
１４ ＲＦアンプ
１５ Ａ／Ｄ変換器
１６ ＰＲＭＬ検出器
１７ ＰＬＬ回路
１８ 最大符号反転間隔計測器
１９、２１ チャネル周波数推定器
２０ ｓｙｎｃ間隔計測器
２２、７５ セレクタ
２３ シーケンサ
７１ 位相比較器
７２ ループフィルタ
７３ 加算器
７４ 数値制御発振器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号から、該変調信号に同期したクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、
前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号の符号反転間隔を計測し、前記特殊パタンの埋め込み周期以上の期間内における前記符号反転間隔の最大値を最大符号反転間隔として出力する最大符号反転間隔計測手段と、
前記最大符号反転間隔に基づいて第１のチャネル周波数を推定する第１チャネル周波数信号生成手段とを備え、
前記ＰＬＬ回路は、非同期状態になると、中心周波数が前記第１のチャネル周波数に設定されることを特徴とする位相同期装置。
【請求項２】
前記ＰＬＬ回路の中心周波数が前記第１のチャネル周波数に設定された状態における前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測する特殊パタン間隔計測手段と、
前記特殊パタンの出現間隔に基づいて第２のチャネル周波数を推定する第２チャネル周波数信号生成手段とを更に備え、
前記ＰＬＬ回路の中心周波数が、前記特殊パタンの出現間隔に基づいて前記第２チャネル周波数信号生成手段が推定した第２のチャネル周波数に設定される、請求項１に記載の位相同期装置。
【請求項３】
前記推定された第１及び第２のチャネル周波数の何れか一方を選択して前記ＰＬＬ回路に出力するセレクタと、
前記第１及び第２のチャネル周波数信号のうちの何れを選択するかを制御するシーケンス手段とを備えており、
前記シーケンス手段は、前記ＰＬＬ回路が非同期状態になると、前記セレクタに第１のチャネル周波数を選択させ、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第１のチャネル周波数に設定させた後、前記セレクタに第２のチャネル周波数を選択させ、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第２のチャネル周波数に設定させる、請求項２に記載の位相同期装置。
【請求項４】
ラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号から、該変調信号に同期したクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、
前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測する特殊パタン間隔計測手段と、
前記特殊パタンの出現間隔に基づいてチャネル周波数を推定するチャネル周波数信号生成手段とを備え、
前記ＰＬＬ回路は、非同期状態になると、中心周波数が前記チャネル周波数に設定されることを特徴とする位相同期装置。
【請求項５】
前記パルス信号生成手段は、最尤検出により、前記変調信号から前記パルス信号を生成する最尤検出器を含む、請求項１〜４の何れか一に記載の位相同期装置。
【請求項６】
前記パルス信号生成手段は、前記変調信号をＰＲ等化し、前記最尤検出器に入力する等化器を含む、請求項５に記載の位相同期装置。
【請求項７】
前記最尤検出器は、ビタビアルゴリズムに従って最尤検出を行う、請求項５又は６に記載の位相同期装置。
【請求項８】
同心円状又はスパイラル状のトラックが形成され、該トラック上にラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号が記録された光ディスク媒体を再生する光ディスク装置において、
前記光ディスク媒体に記録された変調信号を読み出すピックアップ手段と、
前記ピックアップ手段によって読み出された変調信号に同期したクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、
前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号の符号反転間隔を計測し、前記特殊パタンの埋め込み周期以上の期間における前記符号反転間隔の最大値を、最大符号反転間隔として出力する最大符号反転間隔計測手段と、
前記最大符号反転間隔に基づいて第１のチャネル周波数を推定する第１チャネル周波数信号生成手段とを備え、
前記ＰＬＬ回路は、非同期状態になると、中心周波数が前記第１のチャネル周波数に設定されることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項９】
前記ＰＬＬ回路の中心周波数が前記第１のチャネル周波数に設定された状態における前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測する特殊パタン間隔計測手段と、
前記特殊パタンの出現間隔に基づいて第２のチャネル周波数を推定する第２チャネル周波数信号生成手段とを更に備え、
前記ＰＬＬ回路の中心周波数が、前記特殊パタンの出現間隔に基づいて前記第２チャネル周波数信号生成手段が推定した第２のチャネル周波数に設定される、請求項８に記載の光ディスク装置。
【請求項１０】
前記推定された第１及び第２のチャネル周波数の何れか一方を選択して前記ＰＬＬ回路に出力するセレクタと、
前記第１及び第２のチャネル周波数信号のうちの何れを選択するかを制御するシーケンス手段とを備えており、
前記シーケンス手段は、前記ＰＬＬ回路が非同期状態になると、前記セレクタに第１のチャネル周波数を選択させ、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第１のチャネル周波数に設定させた後、前記セレクタに第２のチャネル周波数を選択させ、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第２のチャネル周波数に設定させる、請求項９に記載の光ディスク装置。
【請求項１１】
同心円状又はスパイラル状のトラックが形成され、該トラック上にラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号が記録された光ディスク媒体を再生する光ディスク装置において、
前記光ディスク媒体に記録された変調信号を読み出すピックアップ手段と、
前記ピックアップ手段によって読み出された変調信号に同期したクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、
前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測する特殊パタン間隔計測手段と、
前記特殊パタンの出現間隔に基づいてチャネル周波数を推定するチャネル周波数信号生成手段とを備え、
前記ＰＬＬ回路は、非同期状態になると、中心周波数が前記チャネル周波数に設定されることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１２】
前記パルス信号生成手段は、最尤検出により、前記変調信号から前記パルス信号を生成する最尤検出器を含む、請求項８〜１１の何れか一に記載の光ディスク装置。
【請求項１３】
前記パルス信号生成手段は、前記変調信号をＰＲ等化し、前記最尤検出器に入力する等化器を含む、請求項１２に記載の光ディスク装置。
【請求項１４】
前記最尤検出器は、ビタビアルゴリズムに従って最尤検出を行う、請求項１２又は１３に記載の光ディスク装置。
【請求項１５】
ＰＬＬ回路を用い、ラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号から、該変調信号に同期したクロック信号を生成する方法において、
前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するステップと、
前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号の符号反転間隔を計測し、前記特殊パタンの埋め込み周期以上の期間内における前記符号反転間隔の最大値を計測するステップと、
前記計測された符号反転間隔の最大値に基づいて第１のチャネル周波数を推定するステップと、
前記ＰＬＬ回路が非同期状態になると、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第１のチャネル周波数に設定するステップとを有することを特徴とする位相同期方法。
【請求項１６】
前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第１のチャネル周波数に設定するステップに後続して、前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化したパルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測するステップと、
前記特殊パタンの出現間隔に基づいて第２のチャネル周波数を推定するステップと、
前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第２のチャネル周波数に設定するステップとを更に有する、請求項１５に記載の位相同期方法。
【請求項１７】
ＰＬＬ回路を用い、ラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号から、該変調信号に同期したクロック信号を生成する方法において、
前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するステップと、
前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測するステップと、
前記特殊パタンの出現間隔に基づいてチャネル周波数を推定するステップと、
前記ＰＬＬ回路が非同期状態になると、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記チャネル周波数に設定するステップとを有することを特徴とする位相同期方法。
【請求項１】
ラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号から、該変調信号に同期したクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、
前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号の符号反転間隔を計測し、前記特殊パタンの埋め込み周期以上の期間内における前記符号反転間隔の最大値を最大符号反転間隔として出力する最大符号反転間隔計測手段と、
前記最大符号反転間隔に基づいて第１のチャネル周波数を推定する第１チャネル周波数信号生成手段とを備え、
前記ＰＬＬ回路は、非同期状態になると、中心周波数が前記第１のチャネル周波数に設定されることを特徴とする位相同期装置。
【請求項２】
前記ＰＬＬ回路の中心周波数が前記第１のチャネル周波数に設定された状態における前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測する特殊パタン間隔計測手段と、
前記特殊パタンの出現間隔に基づいて第２のチャネル周波数を推定する第２チャネル周波数信号生成手段とを更に備え、
前記ＰＬＬ回路の中心周波数が、前記特殊パタンの出現間隔に基づいて前記第２チャネル周波数信号生成手段が推定した第２のチャネル周波数に設定される、請求項１に記載の位相同期装置。
【請求項３】
前記推定された第１及び第２のチャネル周波数の何れか一方を選択して前記ＰＬＬ回路に出力するセレクタと、
前記第１及び第２のチャネル周波数信号のうちの何れを選択するかを制御するシーケンス手段とを備えており、
前記シーケンス手段は、前記ＰＬＬ回路が非同期状態になると、前記セレクタに第１のチャネル周波数を選択させ、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第１のチャネル周波数に設定させた後、前記セレクタに第２のチャネル周波数を選択させ、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第２のチャネル周波数に設定させる、請求項２に記載の位相同期装置。
【請求項４】
ラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号から、該変調信号に同期したクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、
前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測する特殊パタン間隔計測手段と、
前記特殊パタンの出現間隔に基づいてチャネル周波数を推定するチャネル周波数信号生成手段とを備え、
前記ＰＬＬ回路は、非同期状態になると、中心周波数が前記チャネル周波数に設定されることを特徴とする位相同期装置。
【請求項５】
前記パルス信号生成手段は、最尤検出により、前記変調信号から前記パルス信号を生成する最尤検出器を含む、請求項１〜４の何れか一に記載の位相同期装置。
【請求項６】
前記パルス信号生成手段は、前記変調信号をＰＲ等化し、前記最尤検出器に入力する等化器を含む、請求項５に記載の位相同期装置。
【請求項７】
前記最尤検出器は、ビタビアルゴリズムに従って最尤検出を行う、請求項５又は６に記載の位相同期装置。
【請求項８】
同心円状又はスパイラル状のトラックが形成され、該トラック上にラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号が記録された光ディスク媒体を再生する光ディスク装置において、
前記光ディスク媒体に記録された変調信号を読み出すピックアップ手段と、
前記ピックアップ手段によって読み出された変調信号に同期したクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、
前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号の符号反転間隔を計測し、前記特殊パタンの埋め込み周期以上の期間における前記符号反転間隔の最大値を、最大符号反転間隔として出力する最大符号反転間隔計測手段と、
前記最大符号反転間隔に基づいて第１のチャネル周波数を推定する第１チャネル周波数信号生成手段とを備え、
前記ＰＬＬ回路は、非同期状態になると、中心周波数が前記第１のチャネル周波数に設定されることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項９】
前記ＰＬＬ回路の中心周波数が前記第１のチャネル周波数に設定された状態における前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測する特殊パタン間隔計測手段と、
前記特殊パタンの出現間隔に基づいて第２のチャネル周波数を推定する第２チャネル周波数信号生成手段とを更に備え、
前記ＰＬＬ回路の中心周波数が、前記特殊パタンの出現間隔に基づいて前記第２チャネル周波数信号生成手段が推定した第２のチャネル周波数に設定される、請求項８に記載の光ディスク装置。
【請求項１０】
前記推定された第１及び第２のチャネル周波数の何れか一方を選択して前記ＰＬＬ回路に出力するセレクタと、
前記第１及び第２のチャネル周波数信号のうちの何れを選択するかを制御するシーケンス手段とを備えており、
前記シーケンス手段は、前記ＰＬＬ回路が非同期状態になると、前記セレクタに第１のチャネル周波数を選択させ、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第１のチャネル周波数に設定させた後、前記セレクタに第２のチャネル周波数を選択させ、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第２のチャネル周波数に設定させる、請求項９に記載の光ディスク装置。
【請求項１１】
同心円状又はスパイラル状のトラックが形成され、該トラック上にラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号が記録された光ディスク媒体を再生する光ディスク装置において、
前記光ディスク媒体に記録された変調信号を読み出すピックアップ手段と、
前記ピックアップ手段によって読み出された変調信号に同期したクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、
前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測する特殊パタン間隔計測手段と、
前記特殊パタンの出現間隔に基づいてチャネル周波数を推定するチャネル周波数信号生成手段とを備え、
前記ＰＬＬ回路は、非同期状態になると、中心周波数が前記チャネル周波数に設定されることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１２】
前記パルス信号生成手段は、最尤検出により、前記変調信号から前記パルス信号を生成する最尤検出器を含む、請求項８〜１１の何れか一に記載の光ディスク装置。
【請求項１３】
前記パルス信号生成手段は、前記変調信号をＰＲ等化し、前記最尤検出器に入力する等化器を含む、請求項１２に記載の光ディスク装置。
【請求項１４】
前記最尤検出器は、ビタビアルゴリズムに従って最尤検出を行う、請求項１２又は１３に記載の光ディスク装置。
【請求項１５】
ＰＬＬ回路を用い、ラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号から、該変調信号に同期したクロック信号を生成する方法において、
前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するステップと、
前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号の符号反転間隔を計測し、前記特殊パタンの埋め込み周期以上の期間内における前記符号反転間隔の最大値を計測するステップと、
前記計測された符号反転間隔の最大値に基づいて第１のチャネル周波数を推定するステップと、
前記ＰＬＬ回路が非同期状態になると、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第１のチャネル周波数に設定するステップとを有することを特徴とする位相同期方法。
【請求項１６】
前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第１のチャネル周波数に設定するステップに後続して、前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化したパルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測するステップと、
前記特殊パタンの出現間隔に基づいて第２のチャネル周波数を推定するステップと、
前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記第２のチャネル周波数に設定するステップとを更に有する、請求項１５に記載の位相同期方法。
【請求項１７】
ＰＬＬ回路を用い、ラン長制限符号で変調された変調信号であって、前記ラン長制限符号規則の上限以上の所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号から、該変調信号に同期したクロック信号を生成する方法において、
前記変調信号を前記クロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するステップと、
前記ＰＬＬ回路の同期が外れた状態における前記パルス信号から前記特殊パタンを検出し、該特殊パタンの出現間隔を計測するステップと、
前記特殊パタンの出現間隔に基づいてチャネル周波数を推定するステップと、
前記ＰＬＬ回路が非同期状態になると、前記ＰＬＬ回路の中心周波数を前記チャネル周波数に設定するステップとを有することを特徴とする位相同期方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−９５１５６（Ｐ２００７−９５１５６Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８２２６０（Ｐ２００５−２８２２６０）
【出願日】平成１７年９月２８日（２００５．９．２８）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２８日（２００５．９．２８）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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