JP3661893B2 - 光ディスク再生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタル記録された光ディスク媒体の再生信号から線速度周期を検出して位相同期ループあるいは波形等化器を制御することにより、クロック再生のための位相同期ループ引き込みを容易にする光ディスク再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクの容量を最大限有効利用する方法としてコンパクトディスク（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）に見られるように線速度を一定にして記録媒体上の記録密度を一様にする記録方式が多く用いられている。線記録密度が一定となるようにマーク幅変調してデジタル変調記録された光ディスク再生信号に対して位相同期引き込みを行う場合、再生信号が有するクロック成分の周波数と、位相同期ループ回路のクロック発生回路の周波数が近接した状態で引き込みを開始しなければ再生信号が有するクロック周波数とは違った周波数に疑似引き込みする可能性が大きい。これを避けるため光ディスクの再生線速度検出や、変調信号に含まれるパルス幅あるいはパルス間隔を検出して、ディスク回転速度の制御や位相同期ループの自走周波数の制御を行うことにより、正常な位相同期引き込みを可能にしている。
【０００３】
例えば、図１６に示すようなディスク再生系がある。光ディスク２８上には図１７（ａ）に示すようなデータが線記録密度が一定になるように記録されている。記録されたデータは連続する０あるいは１が３個以上１１個以下に規制されたデータであるとする。例えば、ＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ Ｆｏｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のような変調方式である。再生手段２９で再生して得られる再生信号は低域濾波特性を示し高周波数成分になるほど振幅が減少するため、これを補正するために波形等化手段１において高周波数域の強調を行う。高域強調された再生信号（図１７（ｂ））を２値化手段２で所定のスライスレベルで２値化し、２値化信号（図１７（ｃ））に変換する。ここで、このスライスレベルの最適値は記録マークサイズのばらつき等により変化するが再生信号のＤＣ成分に応じて自動調整される。
【０００４】
２値化信号入力があったときに電圧制御発振器２１出力との位相を位相比較器２２で比較し、両者の位相差に応じた位相誤差電圧を発生する。チャージポンプ２３で位相誤差電圧に応じた定電流のはき出しあるいは吸い込みを行い、ループフィルタ２４でチャージポンプ２３の出力電流を電圧に変換すると同時に帯域制限を行う。また、ループフィルタ２４の出力電圧で電圧制御発振器２１の出力クロック周波数を可変させることにより、位相同期ループを構成して入力２値化信号（図１７（ｃ））が有するクロック成分に位相同期したクロック（図１７（ｄ））を発生する。そして、同期化手段６において２値化信号（図１７（ｃ））を同期クロック（図１７（ｄ））で同期化し、同期クロックおよび同期クロックで同期化した２値化信号データを出力する。
【０００５】
ただし、上に示した位相同期ループだけでは同期引き込み開始時に電圧制御発振器２１の自走周波数が入力２値化信号の有するクロック周波数から大きく離れていた場合には疑似引き込みする可能性がある。通常、電圧制御発振器２１の自走周波数に対し、２値化信号が有するクロック周波数がおおよそ±５％にあれば確実に位相同期引き込みが可能である。この範囲外であると正常な引き込みができない可能性がある。よって第１の引き込み補助手段として位相同期ループの外に１１Ｔ周期検出手段２５を設けて２値化信号（図１７（ｃ））に存在する１１回連続する０記録あるいは１記録パターンの時間的周期を計測し、計測値が定常値よりも長ければ電圧制御発振器の発振周波数が低くなるように、逆に短ければ電圧制御発振器２１の発振周波数が高くなるようにチャージポンプから所定の電流をループフィルタに注入あるいは吸入を行う。これを電圧制御発振器の発振周波数が２値化信号が有するクロック成分の周波数にほぼ一致するまで行うことで疑似同期することなく位相同期引き込みを行うことができる。
【０００６】
また、第２の引き込み補助手段として６Ｔ周期検出手段２６を設けて２値化信号（図１７（ｃ））に存在する（０００１１１）あるいは（１１１０００）記録パターンの時間的周期を計測し、計測値が定常値よりも大きければモーター回転速度を早め、逆に短ければモーター回転速度を遅くして定常線速度に近づけることにより２値化信号が有するクロック成分の周波数が電圧制御発振器の自走発振周波数にほぼ一致するようにして疑似引き込みを解消している。ここで（０００１１１）あるいは（１１１０００）記録パターン周期は、２値化信号の立ち上がり間隔あるいは立ち下がり間隔の周期に相当し、２値化手段２における２値化スライスレベルに変動が生じても検出周期にほとんど影響しないため検索シーク時など外乱に対しても強い検出ができる。これに対し、第１の引き込み補助手段である１１Ｔ周期検出手段２５は立ち上がりから立ち下がりあるいは立ち下がりから立ち上がりまでの周期を検出するため２値化レベル変動が生じると正しい検出ができなくなるが、検出周期が長いため精度の悪化は小さい。
【０００７】
光ディスク媒体に記録された情報を高速に検索しデータ再生を行う場合、ディスク再生信号に対し位相同期引き込みの高速化が要求されてくる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上に述べた６Ｔ周期検出の様に光ディスクの線速度周期を検出してディスク回転速度を制御するといった方法では回転速度が整定するまでに時間がかかり、クロック再生のための位相同期引き込みまでに時間を要することになる。また、上に述べた１１Ｔ周期検出の様に変調信号に含まれるパルス幅あるいはパルス間隔を検出して定常値と大小比較し、チャージポンプから所定の電流をループフィルタに注入あるいは吸入を行って電圧制御発振器の自走周波数を制御する方法では周波数を上げるか下げるかの２値的な制御となり精度が良くない。
【０００９】
本発明の目的は、上記の欠点を解消し、光ディスクの線速度周期を定量的に検出し、これをもとに位相同期手段の同期クロック発生装置の自走周波数が、再生信号を２値化して得られた信号が有するクロック成分の周波数にほぼ一致するように制御することにより位相同期引き込みを容易にかつ高速に行うものであり、さらに立ち上がり間隔と立ち下がり間隔の両方を検出情報として使用することで検出頻度を高め、また再生信号の欠落を検出して線速度検出出力をホールドすることで信頼性を高めた光ディスク再生装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ディスク再生装置は、再生信号を所定のレベルで２値化することによりデジタル信号に変換する２値化手段と、前記デジタル信号に含まれる特定パターン自体の長さを高周波の固定クロックで検出して出力する周期検出手段と、自走周期を有し、該自走周期が前記特定パターン自体の長さの逆数に実質的に比例するように制御し、該デジタル信号のクロック成分を再生して出力する位相同期ループ手段とを備えた光ディスク再生装置であって、前記周期検出手段は、前記デジタル信号の連続する立ち上がりエッジ間の第１間隔を計数する第１の計数手段と、前記再生信号の連続する立ち下がりエッジ間の第２間隔を計数する第２の計数手段とを有し、所定の期間ごとに前記第１間隔と前記第２間隔との両方を含めた最小値または最大値を計算し、前記特定パターンの周期として出力することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の光ディスク再生装置は、再生信号を所定のレベルで２値化することによりデジタル信号に変換する２値化手段と、前記デジタル信号に含まれる特定パターン自体の長さを高周波の固定クロックで検出して出力する周期検出手段と、自走周期を有し、該自走周期が前記特定パターン自体の長さの逆数に実質的に比例するように制御し、該デジタル信号のクロック成分を再生して出力する位相同期ループ手段とを備えた光ディスク再生装置であって、前記周期検出手段は、前記デジタル信号のパルス幅およびパルス間隔のパターンを連続的に計数する計数手段と、所定の期間内において前記計数手段で計数された計数値の最大値を検出するごとに更新して保持する最大値記憶手段と、前記更新がされたときに最大値記憶手段によって保持された最大値と前記計数手段で次に計数される計数値とを加算して保持する加算手段と、前記所定の期間ごとに前記加算手段に保持された加算値を前記特定パターンの長さとして出力する最大値検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の光ディスク再生装置は、再生信号を所定のレベルで２値化することによりデジタル信号に変換する２値化手段と、前記デジタル信号に含まれる特定パターン自体の長さを高周波の固定クロックで検出して出力する周期検出手段と、自走周期を有し、該自走周期が前記特定パターン自体の長さの逆数に実質的に比例するように制御し、該デジタル信号のクロック成分を再生して出力する位相同期ループ手段とを備えた光ディスク再生装置であって、前記周期検出手段は、前記デジタル信号のパルス幅およびパルス間隔のパターンを連続的に計数する計数手段と、前記計数手段によって直前に得られた計数結果を保持する保持手段と、前記計数手段の出力と前記保持手段の出力とを加算することにより、前記デジタル信号の２つの連続するパルス幅およびパルス間隔の和を得る加算手段と、所定の期間ごとに前記加算手段の出力の最小値を計算する第１決定手段と、前記所定の期間ごとに前記計数手段の出力の最大値を計算する第２決定手段と、前記第１決定手段の出力に基づいて、前記第２決定手段の出力の範囲を推定する推定手段と、該第２決定手段の出力が前記推定された範囲内にある場合には、前記第２決定手段の出力を出力し、前記推定された範囲外にある場合には、第２決定手段の出力を禁止し、直前に得られた前記第２決定手段の出力を保持する禁止手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
上記構成により、光ディスク再生時の線速度周期を検出して位相同期ループ手段の自走周波数が、再生信号を２値化してデジタル化した信号が有するクロック成分の周波数にほぼ一致するよう制御することにより位相同期引き込みを確実にかつ高速に行うことが可能であり、また再生信号の欠落を検出して線速度検出出力をホールドする機能を合わせ持つことで信頼性を高めることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明による光ディスク再生装置の実施の形態を説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
本発明による光ディスク再生装置の実施の形態１について図１のブロック図を用いて説明する。
【００２６】
図１において光ディスク再生信号を波形等化手段１で高域を強調するような補正を施す。この信号を２値化手段２において所定レベルで２値化を行いデジタル信号に変換する。
【００２７】
次に周期検出手段４において２値化手段２で２値化されたデジタル信号の特定のパターンの周期を高周波数のクロックでカウントを行う。高周波数クロックの１周期の時間分解能で測定することができる。高周波クロックの両エッジでカウントを行う場合には２分の１周期の時間分解能可能である。
【００２８】
周期検出手段４で得られた結果は線速度に反比例する情報すなわち再生信号が有するクロック周期情報を持つため、これをもとに位相同期ループ手段５の自走周波数が再生信号の有するクロック周波数にほぼ一致するように設定する。
【００２９】
ここで、位相同期ループ手段５は、従来例で述べたように位相比較器２２、チャージポンプ２３、ループフィルタ２４、電圧制御発振器２１で構成されている。一般的には電圧制御発振器２１の入出力特性は図１９の実線に示す様に光ディスク定常再生時の発振周波数を中心周波数ｆ０として、入力電圧に応じて±Δｆの範囲で可変できるように設計される。この場合、光ディスク再生開始時点やシーク直後等、ディスク回転が整定していない状態では２値化手段２から得られるデジタル信号が有するクロック成分の周波数と電圧制御発振器２１の発振周波数が大きく離れているため、位相同期することがでない状態（以降、疑似引き込み状態と表現する）に陥ってしまう。従って、位相同期引き込みまでにはモータ制御を行って定常回転付近に整定するのを待つ必要があった。
【００３０】
しかし、周期検出手段４で得られた検出結果は、再生信号が有するクロック周期情報を持つため、この逆数を求めて周波数情報に変換し、電圧制御発振器２１の中心周波数ｆ０がこれに比例するように図１９の破線に示す様に適応的に制御を行い、発振周波数が２値化手段２から得られるデジタル信号が有するクロック成分の周波数にほぼ一致するようにすれば、モータ回転の整定を待つことなく高速に同期引き込みを完了することが可能である。
【００３１】
このようにすれば２値化手段２から得られるデジタル信号が持つクロック成分の周波数と位相同期ループ手段５の自走周波数は近接するため疑似引き込みすることなく正常に引き込むことが可能である。自走周波数の設定は電気的に行われるためディスクモータの回転を合わせ込んでから同期引き込みを行うのに比べ同期引き込み開始までの時間を短縮することが可能である。また高分解能で自走周波数設定を行うため、位相同期ループ手段５の自走周波数が再生信号の有するクロック周波数にほとんど一致しているので周波数引き込み過程に要する時間も短縮できる。
【００３２】
位相同期ループ手段５で得られた再生クロック信号で、２値化手段２から得られるデジタル信号を同期化手段６で同期化して再生データとして出力する。
【００３３】
なお、周期検出手段４はクロックを停止することにより検出動作を停止させて検出値のホールド動作を行うものであって良い。
【００３４】
例えば、図２のようにディスクのドロップアウト検出信号により、高周波数クロックの供給をオン・オフさせるものであってよい。これにより、ディスクの欠陥などにより検出値が乱れるのを防ぐことが出来る。
【００３５】
なお、実施の形態１で述べた周期検出手段４は、図３の様に特定パターン計数手段１０６と出力ホールド手段７で構成され、出力ホールド手段７は特定パターン計数手段１０６の計数値出力をモニターし、検出結果が既定範囲外にある間はそのまま出力し、既定範囲内に入った時点で出力をホールドし、これ以降は周期検出手段４の検出結果によらず出力をホールドし続けるものであってよい。例えば、内周側にシークを行った直後は図４に示すように周期検出値は大きな値を出力するがこの値に応じて位相同期ループ手段５の自走周波数を変化させ再生信号が有するクロック周波数にほぼ一致するようにしておくことによりシーク後直ちに同期引き込みが行われる。そして、同期引き込みが行われてからディスクモーター回転が定常状態に落ちつき、周期検出手段４により検出される値が既定値内に入ると、周期検出手段４出力を固定する。
【００３６】
これにより定常再生中にディスク欠陥等の外乱によって周期検出が誤った値を出力し位相同期ループ４の自走周波数が変化して同期クロック出力周波数が揺らぐのを防止し、位相同期引き込み後の安定性を向上させることができる。
【００３７】
なお、ＣＤ等では一定周期毎に同期をとるためにシンクパターンと呼ばれる１１Ｔ、１１Ｔの連続パターン（ただしＴは最小記録単位）が記録されている。このパターンはデータ中には他に存在しない最大長パターンであり、また一定周期毎に必ず１回存在するといった特徴を持つ。こうした場合、一定検出時間ごとにデータエッジの立ち上がりから立ち上がり、あるいは立ち下がりから立ち下がりの時間を測定し、この最大値を求めればディスク再生線速度情報を得ることができる。
【００３８】
よって、実施の形態１で述べた周期検出手段４は、図５の様に２値化手段２より出力されるデジタル信号の再生信号立ち上がり部の間隔を計数する第１計数手段８と、立ち下がり部の間隔を計数する第２計数手段９と、所定期間毎に第１計数手段８の出力結果と第２計数手段９の計数結果の両方を含めた最小値（または最大値）を出力する判断手段１０で構成され、２つの連続するパルス幅あるいはパルス間隔の和の最小値（または最大値）を求めるものであって良い。これにより、立ち上がりエッジ間隔あるいは立ち下がりエッジ間隔のみを計数するのに比べ計数の頻度を倍に向上させることができる。
【００３９】
なお、実施の形態１で述べた周期検出手段４は、図６の様にデジタル信号を高周波数のクロックで同期化し、そのパルス幅あるいはパルス間隔を連続的に計数する計数手段１１と、計数手段１１で直前に得られた計数結果を保持する保持手段１２と、計数手段１１の計数結果出力と保持手段１２の保持データ出力を入力とし、計数された２つの連続するパルス幅あるいはパルス間隔結果を加算する加算手段１４と、所定の期間毎に加算手段出力の最小値（または最大値）を求める判断手段１０で構成され、２つの連続するパルス幅あるいはパルス間隔の和の最小値（または最大値）を求めるものであって良い。図５に示した構成では計数手段が２つ必要であったが、この方法では計数手段が１つで済むため回路規模は小さくなる。
【００４０】
なお、実施の形態１で述べた周期検出手段４は、図７の様にデジタル信号を高周波数のクロックで同期化し、そのパルス幅あるいはパルス間隔を連続的に計数する計数手段１１と、所定検出周期毎に保持値がリセットされ所定検出周期の始めから計数手段の計数値の最大値を検出するごとに更新して、これを保持する最大値記憶手段１３と、最大値記憶手段の記憶最大値が更新された時には最大値記憶手段１３に保持された値と計数手段１１で次に計数される計数値を加算しこの値を保持出力する加算手段１４と、所定検出周期の終わりでの加算手段１４の出力値を周期検出結果として出力する最大周期出力手段１５で構成され、最大パルス幅あるいはパルス間隔と、次の最大パルス幅あるいはパルス間隔を加えて出力するものであって良い。最大パルス幅あるいは最大パルス間隔の後に特定のパルス幅あるいはパルス間隔が位置する場合には、検出の精度を向上させることが可能である。
【００４１】
図８の様に最大パルス幅が現れる毎に最大値記憶手段１３によって最大値を保持し、この値と次のパルス幅の計数値を加算手段１４で加算して、この値を保持する。一定周期で保持された値を出力すると同時に保持されていた値をリセットする。
【００４２】
例えば、再生信号に含まれる最大パルス幅あるいはパルス間隔が１４Ｔの幅を持ち、次に来るパターンが必ず４Ｔと決まっている様な場合、これらを足して検出することで検出精度は１８／１４倍になる。
【００４３】
なお、実施の形態１で述べた周期検出手段４は、図９の様にデジタル信号を高周波数のクロックで同期化し、そのパルス幅あるいはパルス間隔を連続的に計数する計数手段１１と、１つ前の計数結果を保持する保持手段１２と、計数手段１１の計数結果出力と保持手段１２の保持データ出力を入力とし、計数された２つの連続するパルス幅あるいはパルス間隔結果を加算する加算手段１４と、所定の期間毎に加算手段１４の出力の最小値を求める第１の判断手段１６と、所定の期間毎に計数手段１１の出力の最大値を求める第２の判断手段１７と、第１の判断手段１６の出力を入力とし第２の判断手段１７の出力範囲を推定する推定手段１８と、第２の判断手段１７の出力および推定手段１８の出力を入力とし通常は第２の判断手段１７の出力をバイパス出力し、第２の判断手段１７の出力が推定手段１８で推定された範囲外にあれば第２の判断手段１７の出力を禁止して直前の出力値を保持して、第２の判断手段１７の出力が推定手段１８で推定された範囲内に入ると再び第２の判断手段１７の出力をバイパス出力する禁止手段１９により構成され、通常は検出精度の高い第２判断手段出力を出力し、第２判断手段出力が誤っている可能性のあると検出誤りの少ない第１の判断手段出力をもとにして判断された場合には出力をホールドするものであって良い。第１の判断手段１６の方が第２の判断手段１７よりも検出誤り率が少ないが、検出精度は第２の判断手段の方が高い場合に検出精度を高精度に保ちながらエラーに対しても強い周期検出が可能である。
【００４４】
例えば、光ディスクにＥＦＭ変調して記録すなわち３Ｔ〜１１Ｔの幅のパターンがＴ刻みで記録されていたとする。そして、第１の判断手段が記録パターンの最小値となる［３Ｔ，３Ｔ］パターンの検出を行い、第２の判断手段が記録パターンの最大値となる［１１Ｔ］パターンの検出を行うとする。いずれの判断手段ともディスク再生線速度情報を求めるものであるが、第１の検出手段は検出精度は低いが信頼性が高く、一方、第２の検出手段は検出精度は高いが信頼性が低いといった特徴があった場合、信頼性の高い第１の判断手段から第２の判断手段出力値を常時予測（例えば１１／６倍した値を演算して求める）しておき、第２の判断手段出力値が予測値に近似していれば第２の判断手段出力値をそのまま出力し、予測値から外れているときには検出エラーと見なして直前の値を保持すれば、精度と信頼性を両立できる。
【００４５】
また、ここでは２つの連続するパルス幅あるいはパルス間隔結果を加算して所定の期間毎に最小値を求める方法を用いたが図５で示したように再生信号立ち上がり部の間隔と、立ち下がり部の間隔を独立に計数し、所定期間毎に両方を含めた最小値を求めるものであって良い。また、第２の判断手段１７入力は所定の期間毎に加算手段１４の出力の最大値を求めるものであっても良い。
【００４６】
（実施の形態２）
本発明による光ディスク再生装置の第２の実施の形態について図１０のブロック図を用いて説明する。光ディスク再生信号を波形等化手段１で高域を強調するような補正を施す。高域強調された信号を２値化手段２において一定のレベルで２値化を行いデジタル信号に変換する。
【００４７】
次に周期検出手段４において２値化手段２で２値化されたデジタル信号の特定のパターンの周期を高周波数のクロックでカウントを行う。ここでは特定パターンの時間的長さを高周波数クロックの１周期の最低分解能で測定することができる。高周波クロックの両エッジでカウントする場合には２分の１周期の分解能となる。
【００４８】
光ディスク再生時における、再生信号帯域は再生線速度が早ければこれに比例して帯域は広がり、逆に線速度が遅ければ狭くなる。また、周期検出手段４の出力は線速度の周期情報であり、線速度に反比例した値である。図１０に示すように、周期検出手段４から出力される線速度周期検出結果の逆数を逆数演算手段２０で演算して周波数情報に変換して出力し、これに比例するよう波形等化手段１の高周波数強調帯域を変化させることにより、波形等化の最適化を行うことができる。
【００４９】
また、周期検出手段４で得られた結果は線速度情報すなわち再生信号が有するクロック周波数情報を持つため、これをもとに位相同期ループ手段５の自走周波数が再生信号の有するクロック周波数にほぼ一致するように設定する。このようにすれば２値化手段２から得られるデジタル信号が持つクロック成分の周波数と位相同期ループ手段５の同期クロック周波数は近いため疑似引き込みすることなく正常に引き込むことが可能である。こうして位相同期ループ手段５で得られた再生クロック信号で２値化手段２から得られるデジタル信号を同期化手段６で同期化して再生データとして出力する。
【００５０】
また、位相同期ループ手段５は逆数演算手段２０の演算出力を入力とし、これに比例するように位相同期ループの自走周波数を設定し、２値化デジタル信号が有するクロック周波数にほぼ一致するようにするものであって良い。
【００５１】
また、実施の形態１あるいは２において、波形等化手段１の高域強調の周波数特性が図１１の（Ａ）に示すような特性を示す場合に光ディスクの線速度が定常状態よりも早ければ、信号周波数の帯域が波形等化手段の通過帯域を超えてしまう可能性がある（図１１のＣＬＶ速の状態）。ディスク再生開始時にはディスク回転が定常状態に無いため再生信号の周波数帯域が波形等化手段の通過帯域を超えてしまう可能性がある。よって、波形等化手段１は、図１２に示すように再生開始信号を外部信号として得ることにより高域の強調帯域を図１１の（Ｂ）に示すように強制的に通常再生時よりも高域側に移すことにより信号周波数成分の欠落を防止するものであって良い。
【００５２】
また、実施の形態１あるいは２において、波形等化手段１の高域強調の周波数特性が図１１の（Ａ）に示すような特性を示す場合に光ディスクの線速度が定常状態よりも早ければ、再生信号の周波数帯域が波形等化手段の通過帯域を超えてしまう可能性がある（図１１のＣＬＶ速の状態）。特に、ディスク内周から外周へシークするときに、モータの回転が定常回転に収束するまでに時間を要するため、シーク直後は信号周波数の帯域が波形等化手段の通過帯域を超えてしまう可能性が高い。よって、波形等化手段１は、図１３に示すように光ディスクの内周から外周へのシーク信号を外部信号として得ることにより高域の強調帯域を図１１の（Ｂ）に示すように強制的に通常再生時よりも高域側に移すことにより信号周波数成分の欠落を防止するものであって良い。
【００５３】
また、周期検出手段４において２値化手段２で２値化されたデジタル信号の特定パターンの周期を高周波数のクロックでカウントを行う。ここでは特定パターンの時間的長さが高周波数クロックの１周期の最低分解能（＝１ＬＳＢ）で測定される。ただし、高周波クロックの両エッジでカウントを行う場合には２分の１周期の分解能となる。
【００５４】
図１４に周期検出手段４の入力である特定パターンの時間的長さと、周期検出手段４の検出出力の関係を実線で示している。周期検出手段４の検出方法を高周波数クロックでカウントする方法をとれば、このように階段状に変化することになる。また、破線は理想の検出カーブである。実線と破線からの誤差は最大でカウンタの最下位ビットに対応する１ＬＳＢだけ生じることになる。一方、図１５の様に出力値に対し（１／２）ＬＳＢのオフセットを加えることにより、破線からの誤差が最大（１／２）ＬＳＢに抑えることができる。ここでのオフセット量１ＬＳＢ以下であれば、（１／２）ＬＳＢ以外でも構わない。
【００５５】
なお、実施の形態１、２で述べたドロップアウト検出手段３は図１８に示すように光ディスクの記録部を横断するときに発生するトラッキングエラー信号を所定レベルで２値化して信号無記録部横断時を判断し、これを再生信号の欠落情報の一部として用いても構わない。
【００５６】
なお、以上の実施の形態では線速度一定で記録されたディスクを線速度一定で再生する場合について述べたが、本発明の方法を用いれば位相同期ループ手段５の発振周波数を再生レートに応じて適応的に変化させることが可能であるため、再生は線速度一定でなくても構わない。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、光ディスク再生時の線速度周期を検出して位相同期ループ手段の自走周波数が、再生信号を２値化してデジタル化した信号が有するクロック成分の周波数にほぼ一致するよう制御することにより位相同期引き込みを確実にかつ高速に行うことが可能であり、また再生信号の欠落を検出して線速度検出出力をホールドする機能を合わせ持つことで信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光ディスク再生装置の実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における周期検出手段４の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１における周期検出手段４の他の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１における周期検出手段４の出力値を示すグラフである。
【図５】実施の形態１における周期検出手段４の他の構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態１における周期検出手段４の他の構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態１における周期検出手段４の他の構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示される周期検出手段４の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】実施の形態１における周期検出手段４の他の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明による光ディスク再生装置の実施の形態２の構成を示すブロック図である。
【図１１】波形等化手段１の周波数特性と信号周波数帯域を示すグラフである。
【図１２】波形等化手段１の構成を示すブロック図である。
【図１３】波形等化手段１の他の構成を示すブロック図である。
【図１４】周期検出手段４の通常の出力値のグラフである。
【図１５】周期検出手段４の出力値にオフセットを持たせたグラフである。
【図１６】従来の光ディスク再生装置の構成を示す図である。
【図１７】従来の光ディスク再生装置の記録データおよび波形である。
【図１８】信号記録の有無とトラッキングエラー信号である。
【図１９】本発明における電圧制御発振器２１の入出力特性を示す図である。
【符号の説明】
１ 波形等化手段
２ ２値化手段
３ ドロップアウト検出手段
４ 周期検出手段
５ 位相同期ループ手段
６ 同期化手段
２１ 電圧制御発振器
２２ 位相比較器
２３ チャージポンプ
２４ ループフィルタ
２７ ディスクモータ駆動手段
２８ 光ディスク
２９ 再生手段
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタル記録された光ディスク媒体の再生信号から線速度周期を検出して位相同期ループあるいは波形等化器を制御することにより、クロック再生のための位相同期ループ引き込みを容易にする光ディスク再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクの容量を最大限有効利用する方法としてコンパクトディスク（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）に見られるように線速度を一定にして記録媒体上の記録密度を一様にする記録方式が多く用いられている。線記録密度が一定となるようにマーク幅変調してデジタル変調記録された光ディスク再生信号に対して位相同期引き込みを行う場合、再生信号が有するクロック成分の周波数と、位相同期ループ回路のクロック発生回路の周波数が近接した状態で引き込みを開始しなければ再生信号が有するクロック周波数とは違った周波数に疑似引き込みする可能性が大きい。これを避けるため光ディスクの再生線速度検出や、変調信号に含まれるパルス幅あるいはパルス間隔を検出して、ディスク回転速度の制御や位相同期ループの自走周波数の制御を行うことにより、正常な位相同期引き込みを可能にしている。
【０００３】
例えば、図１６に示すようなディスク再生系がある。光ディスク２８上には図１７（ａ）に示すようなデータが線記録密度が一定になるように記録されている。記録されたデータは連続する０あるいは１が３個以上１１個以下に規制されたデータであるとする。例えば、ＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ Ｆｏｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のような変調方式である。再生手段２９で再生して得られる再生信号は低域濾波特性を示し高周波数成分になるほど振幅が減少するため、これを補正するために波形等化手段１において高周波数域の強調を行う。高域強調された再生信号（図１７（ｂ））を２値化手段２で所定のスライスレベルで２値化し、２値化信号（図１７（ｃ））に変換する。ここで、このスライスレベルの最適値は記録マークサイズのばらつき等により変化するが再生信号のＤＣ成分に応じて自動調整される。
【０００４】
２値化信号入力があったときに電圧制御発振器２１出力との位相を位相比較器２２で比較し、両者の位相差に応じた位相誤差電圧を発生する。チャージポンプ２３で位相誤差電圧に応じた定電流のはき出しあるいは吸い込みを行い、ループフィルタ２４でチャージポンプ２３の出力電流を電圧に変換すると同時に帯域制限を行う。また、ループフィルタ２４の出力電圧で電圧制御発振器２１の出力クロック周波数を可変させることにより、位相同期ループを構成して入力２値化信号（図１７（ｃ））が有するクロック成分に位相同期したクロック（図１７（ｄ））を発生する。そして、同期化手段６において２値化信号（図１７（ｃ））を同期クロック（図１７（ｄ））で同期化し、同期クロックおよび同期クロックで同期化した２値化信号データを出力する。
【０００５】
ただし、上に示した位相同期ループだけでは同期引き込み開始時に電圧制御発振器２１の自走周波数が入力２値化信号の有するクロック周波数から大きく離れていた場合には疑似引き込みする可能性がある。通常、電圧制御発振器２１の自走周波数に対し、２値化信号が有するクロック周波数がおおよそ±５％にあれば確実に位相同期引き込みが可能である。この範囲外であると正常な引き込みができない可能性がある。よって第１の引き込み補助手段として位相同期ループの外に１１Ｔ周期検出手段２５を設けて２値化信号（図１７（ｃ））に存在する１１回連続する０記録あるいは１記録パターンの時間的周期を計測し、計測値が定常値よりも長ければ電圧制御発振器の発振周波数が低くなるように、逆に短ければ電圧制御発振器２１の発振周波数が高くなるようにチャージポンプから所定の電流をループフィルタに注入あるいは吸入を行う。これを電圧制御発振器の発振周波数が２値化信号が有するクロック成分の周波数にほぼ一致するまで行うことで疑似同期することなく位相同期引き込みを行うことができる。
【０００６】
また、第２の引き込み補助手段として６Ｔ周期検出手段２６を設けて２値化信号（図１７（ｃ））に存在する（０００１１１）あるいは（１１１０００）記録パターンの時間的周期を計測し、計測値が定常値よりも大きければモーター回転速度を早め、逆に短ければモーター回転速度を遅くして定常線速度に近づけることにより２値化信号が有するクロック成分の周波数が電圧制御発振器の自走発振周波数にほぼ一致するようにして疑似引き込みを解消している。ここで（０００１１１）あるいは（１１１０００）記録パターン周期は、２値化信号の立ち上がり間隔あるいは立ち下がり間隔の周期に相当し、２値化手段２における２値化スライスレベルに変動が生じても検出周期にほとんど影響しないため検索シーク時など外乱に対しても強い検出ができる。これに対し、第１の引き込み補助手段である１１Ｔ周期検出手段２５は立ち上がりから立ち下がりあるいは立ち下がりから立ち上がりまでの周期を検出するため２値化レベル変動が生じると正しい検出ができなくなるが、検出周期が長いため精度の悪化は小さい。
【０００７】
光ディスク媒体に記録された情報を高速に検索しデータ再生を行う場合、ディスク再生信号に対し位相同期引き込みの高速化が要求されてくる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上に述べた６Ｔ周期検出の様に光ディスクの線速度周期を検出してディスク回転速度を制御するといった方法では回転速度が整定するまでに時間がかかり、クロック再生のための位相同期引き込みまでに時間を要することになる。また、上に述べた１１Ｔ周期検出の様に変調信号に含まれるパルス幅あるいはパルス間隔を検出して定常値と大小比較し、チャージポンプから所定の電流をループフィルタに注入あるいは吸入を行って電圧制御発振器の自走周波数を制御する方法では周波数を上げるか下げるかの２値的な制御となり精度が良くない。
【０００９】
本発明の目的は、上記の欠点を解消し、光ディスクの線速度周期を定量的に検出し、これをもとに位相同期手段の同期クロック発生装置の自走周波数が、再生信号を２値化して得られた信号が有するクロック成分の周波数にほぼ一致するように制御することにより位相同期引き込みを容易にかつ高速に行うものであり、さらに立ち上がり間隔と立ち下がり間隔の両方を検出情報として使用することで検出頻度を高め、また再生信号の欠落を検出して線速度検出出力をホールドすることで信頼性を高めた光ディスク再生装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ディスク再生装置は、再生信号を所定のレベルで２値化することによりデジタル信号に変換する２値化手段と、前記デジタル信号に含まれる特定パターン自体の長さを高周波の固定クロックで検出して出力する周期検出手段と、自走周期を有し、該自走周期が前記特定パターン自体の長さの逆数に実質的に比例するように制御し、該デジタル信号のクロック成分を再生して出力する位相同期ループ手段とを備えた光ディスク再生装置であって、前記周期検出手段は、前記デジタル信号の連続する立ち上がりエッジ間の第１間隔を計数する第１の計数手段と、前記再生信号の連続する立ち下がりエッジ間の第２間隔を計数する第２の計数手段とを有し、所定の期間ごとに前記第１間隔と前記第２間隔との両方を含めた最小値または最大値を計算し、前記特定パターンの周期として出力することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の光ディスク再生装置は、再生信号を所定のレベルで２値化することによりデジタル信号に変換する２値化手段と、前記デジタル信号に含まれる特定パターン自体の長さを高周波の固定クロックで検出して出力する周期検出手段と、自走周期を有し、該自走周期が前記特定パターン自体の長さの逆数に実質的に比例するように制御し、該デジタル信号のクロック成分を再生して出力する位相同期ループ手段とを備えた光ディスク再生装置であって、前記周期検出手段は、前記デジタル信号のパルス幅およびパルス間隔のパターンを連続的に計数する計数手段と、所定の期間内において前記計数手段で計数された計数値の最大値を検出するごとに更新して保持する最大値記憶手段と、前記更新がされたときに最大値記憶手段によって保持された最大値と前記計数手段で次に計数される計数値とを加算して保持する加算手段と、前記所定の期間ごとに前記加算手段に保持された加算値を前記特定パターンの長さとして出力する最大値検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の光ディスク再生装置は、再生信号を所定のレベルで２値化することによりデジタル信号に変換する２値化手段と、前記デジタル信号に含まれる特定パターン自体の長さを高周波の固定クロックで検出して出力する周期検出手段と、自走周期を有し、該自走周期が前記特定パターン自体の長さの逆数に実質的に比例するように制御し、該デジタル信号のクロック成分を再生して出力する位相同期ループ手段とを備えた光ディスク再生装置であって、前記周期検出手段は、前記デジタル信号のパルス幅およびパルス間隔のパターンを連続的に計数する計数手段と、前記計数手段によって直前に得られた計数結果を保持する保持手段と、前記計数手段の出力と前記保持手段の出力とを加算することにより、前記デジタル信号の２つの連続するパルス幅およびパルス間隔の和を得る加算手段と、所定の期間ごとに前記加算手段の出力の最小値を計算する第１決定手段と、前記所定の期間ごとに前記計数手段の出力の最大値を計算する第２決定手段と、前記第１決定手段の出力に基づいて、前記第２決定手段の出力の範囲を推定する推定手段と、該第２決定手段の出力が前記推定された範囲内にある場合には、前記第２決定手段の出力を出力し、前記推定された範囲外にある場合には、第２決定手段の出力を禁止し、直前に得られた前記第２決定手段の出力を保持する禁止手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
上記構成により、光ディスク再生時の線速度周期を検出して位相同期ループ手段の自走周波数が、再生信号を２値化してデジタル化した信号が有するクロック成分の周波数にほぼ一致するよう制御することにより位相同期引き込みを確実にかつ高速に行うことが可能であり、また再生信号の欠落を検出して線速度検出出力をホールドする機能を合わせ持つことで信頼性を高めることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明による光ディスク再生装置の実施の形態を説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
本発明による光ディスク再生装置の実施の形態１について図１のブロック図を用いて説明する。
【００２６】
図１において光ディスク再生信号を波形等化手段１で高域を強調するような補正を施す。この信号を２値化手段２において所定レベルで２値化を行いデジタル信号に変換する。
【００２７】
次に周期検出手段４において２値化手段２で２値化されたデジタル信号の特定のパターンの周期を高周波数のクロックでカウントを行う。高周波数クロックの１周期の時間分解能で測定することができる。高周波クロックの両エッジでカウントを行う場合には２分の１周期の時間分解能可能である。
【００２８】
周期検出手段４で得られた結果は線速度に反比例する情報すなわち再生信号が有するクロック周期情報を持つため、これをもとに位相同期ループ手段５の自走周波数が再生信号の有するクロック周波数にほぼ一致するように設定する。
【００２９】
ここで、位相同期ループ手段５は、従来例で述べたように位相比較器２２、チャージポンプ２３、ループフィルタ２４、電圧制御発振器２１で構成されている。一般的には電圧制御発振器２１の入出力特性は図１９の実線に示す様に光ディスク定常再生時の発振周波数を中心周波数ｆ０として、入力電圧に応じて±Δｆの範囲で可変できるように設計される。この場合、光ディスク再生開始時点やシーク直後等、ディスク回転が整定していない状態では２値化手段２から得られるデジタル信号が有するクロック成分の周波数と電圧制御発振器２１の発振周波数が大きく離れているため、位相同期することがでない状態（以降、疑似引き込み状態と表現する）に陥ってしまう。従って、位相同期引き込みまでにはモータ制御を行って定常回転付近に整定するのを待つ必要があった。
【００３０】
しかし、周期検出手段４で得られた検出結果は、再生信号が有するクロック周期情報を持つため、この逆数を求めて周波数情報に変換し、電圧制御発振器２１の中心周波数ｆ０がこれに比例するように図１９の破線に示す様に適応的に制御を行い、発振周波数が２値化手段２から得られるデジタル信号が有するクロック成分の周波数にほぼ一致するようにすれば、モータ回転の整定を待つことなく高速に同期引き込みを完了することが可能である。
【００３１】
このようにすれば２値化手段２から得られるデジタル信号が持つクロック成分の周波数と位相同期ループ手段５の自走周波数は近接するため疑似引き込みすることなく正常に引き込むことが可能である。自走周波数の設定は電気的に行われるためディスクモータの回転を合わせ込んでから同期引き込みを行うのに比べ同期引き込み開始までの時間を短縮することが可能である。また高分解能で自走周波数設定を行うため、位相同期ループ手段５の自走周波数が再生信号の有するクロック周波数にほとんど一致しているので周波数引き込み過程に要する時間も短縮できる。
【００３２】
位相同期ループ手段５で得られた再生クロック信号で、２値化手段２から得られるデジタル信号を同期化手段６で同期化して再生データとして出力する。
【００３３】
なお、周期検出手段４はクロックを停止することにより検出動作を停止させて検出値のホールド動作を行うものであって良い。
【００３４】
例えば、図２のようにディスクのドロップアウト検出信号により、高周波数クロックの供給をオン・オフさせるものであってよい。これにより、ディスクの欠陥などにより検出値が乱れるのを防ぐことが出来る。
【００３５】
なお、実施の形態１で述べた周期検出手段４は、図３の様に特定パターン計数手段１０６と出力ホールド手段７で構成され、出力ホールド手段７は特定パターン計数手段１０６の計数値出力をモニターし、検出結果が既定範囲外にある間はそのまま出力し、既定範囲内に入った時点で出力をホールドし、これ以降は周期検出手段４の検出結果によらず出力をホールドし続けるものであってよい。例えば、内周側にシークを行った直後は図４に示すように周期検出値は大きな値を出力するがこの値に応じて位相同期ループ手段５の自走周波数を変化させ再生信号が有するクロック周波数にほぼ一致するようにしておくことによりシーク後直ちに同期引き込みが行われる。そして、同期引き込みが行われてからディスクモーター回転が定常状態に落ちつき、周期検出手段４により検出される値が既定値内に入ると、周期検出手段４出力を固定する。
【００３６】
これにより定常再生中にディスク欠陥等の外乱によって周期検出が誤った値を出力し位相同期ループ４の自走周波数が変化して同期クロック出力周波数が揺らぐのを防止し、位相同期引き込み後の安定性を向上させることができる。
【００３７】
なお、ＣＤ等では一定周期毎に同期をとるためにシンクパターンと呼ばれる１１Ｔ、１１Ｔの連続パターン（ただしＴは最小記録単位）が記録されている。このパターンはデータ中には他に存在しない最大長パターンであり、また一定周期毎に必ず１回存在するといった特徴を持つ。こうした場合、一定検出時間ごとにデータエッジの立ち上がりから立ち上がり、あるいは立ち下がりから立ち下がりの時間を測定し、この最大値を求めればディスク再生線速度情報を得ることができる。
【００３８】
よって、実施の形態１で述べた周期検出手段４は、図５の様に２値化手段２より出力されるデジタル信号の再生信号立ち上がり部の間隔を計数する第１計数手段８と、立ち下がり部の間隔を計数する第２計数手段９と、所定期間毎に第１計数手段８の出力結果と第２計数手段９の計数結果の両方を含めた最小値（または最大値）を出力する判断手段１０で構成され、２つの連続するパルス幅あるいはパルス間隔の和の最小値（または最大値）を求めるものであって良い。これにより、立ち上がりエッジ間隔あるいは立ち下がりエッジ間隔のみを計数するのに比べ計数の頻度を倍に向上させることができる。
【００３９】
なお、実施の形態１で述べた周期検出手段４は、図６の様にデジタル信号を高周波数のクロックで同期化し、そのパルス幅あるいはパルス間隔を連続的に計数する計数手段１１と、計数手段１１で直前に得られた計数結果を保持する保持手段１２と、計数手段１１の計数結果出力と保持手段１２の保持データ出力を入力とし、計数された２つの連続するパルス幅あるいはパルス間隔結果を加算する加算手段１４と、所定の期間毎に加算手段出力の最小値（または最大値）を求める判断手段１０で構成され、２つの連続するパルス幅あるいはパルス間隔の和の最小値（または最大値）を求めるものであって良い。図５に示した構成では計数手段が２つ必要であったが、この方法では計数手段が１つで済むため回路規模は小さくなる。
【００４０】
なお、実施の形態１で述べた周期検出手段４は、図７の様にデジタル信号を高周波数のクロックで同期化し、そのパルス幅あるいはパルス間隔を連続的に計数する計数手段１１と、所定検出周期毎に保持値がリセットされ所定検出周期の始めから計数手段の計数値の最大値を検出するごとに更新して、これを保持する最大値記憶手段１３と、最大値記憶手段の記憶最大値が更新された時には最大値記憶手段１３に保持された値と計数手段１１で次に計数される計数値を加算しこの値を保持出力する加算手段１４と、所定検出周期の終わりでの加算手段１４の出力値を周期検出結果として出力する最大周期出力手段１５で構成され、最大パルス幅あるいはパルス間隔と、次の最大パルス幅あるいはパルス間隔を加えて出力するものであって良い。最大パルス幅あるいは最大パルス間隔の後に特定のパルス幅あるいはパルス間隔が位置する場合には、検出の精度を向上させることが可能である。
【００４１】
図８の様に最大パルス幅が現れる毎に最大値記憶手段１３によって最大値を保持し、この値と次のパルス幅の計数値を加算手段１４で加算して、この値を保持する。一定周期で保持された値を出力すると同時に保持されていた値をリセットする。
【００４２】
例えば、再生信号に含まれる最大パルス幅あるいはパルス間隔が１４Ｔの幅を持ち、次に来るパターンが必ず４Ｔと決まっている様な場合、これらを足して検出することで検出精度は１８／１４倍になる。
【００４３】
なお、実施の形態１で述べた周期検出手段４は、図９の様にデジタル信号を高周波数のクロックで同期化し、そのパルス幅あるいはパルス間隔を連続的に計数する計数手段１１と、１つ前の計数結果を保持する保持手段１２と、計数手段１１の計数結果出力と保持手段１２の保持データ出力を入力とし、計数された２つの連続するパルス幅あるいはパルス間隔結果を加算する加算手段１４と、所定の期間毎に加算手段１４の出力の最小値を求める第１の判断手段１６と、所定の期間毎に計数手段１１の出力の最大値を求める第２の判断手段１７と、第１の判断手段１６の出力を入力とし第２の判断手段１７の出力範囲を推定する推定手段１８と、第２の判断手段１７の出力および推定手段１８の出力を入力とし通常は第２の判断手段１７の出力をバイパス出力し、第２の判断手段１７の出力が推定手段１８で推定された範囲外にあれば第２の判断手段１７の出力を禁止して直前の出力値を保持して、第２の判断手段１７の出力が推定手段１８で推定された範囲内に入ると再び第２の判断手段１７の出力をバイパス出力する禁止手段１９により構成され、通常は検出精度の高い第２判断手段出力を出力し、第２判断手段出力が誤っている可能性のあると検出誤りの少ない第１の判断手段出力をもとにして判断された場合には出力をホールドするものであって良い。第１の判断手段１６の方が第２の判断手段１７よりも検出誤り率が少ないが、検出精度は第２の判断手段の方が高い場合に検出精度を高精度に保ちながらエラーに対しても強い周期検出が可能である。
【００４４】
例えば、光ディスクにＥＦＭ変調して記録すなわち３Ｔ〜１１Ｔの幅のパターンがＴ刻みで記録されていたとする。そして、第１の判断手段が記録パターンの最小値となる［３Ｔ，３Ｔ］パターンの検出を行い、第２の判断手段が記録パターンの最大値となる［１１Ｔ］パターンの検出を行うとする。いずれの判断手段ともディスク再生線速度情報を求めるものであるが、第１の検出手段は検出精度は低いが信頼性が高く、一方、第２の検出手段は検出精度は高いが信頼性が低いといった特徴があった場合、信頼性の高い第１の判断手段から第２の判断手段出力値を常時予測（例えば１１／６倍した値を演算して求める）しておき、第２の判断手段出力値が予測値に近似していれば第２の判断手段出力値をそのまま出力し、予測値から外れているときには検出エラーと見なして直前の値を保持すれば、精度と信頼性を両立できる。
【００４５】
また、ここでは２つの連続するパルス幅あるいはパルス間隔結果を加算して所定の期間毎に最小値を求める方法を用いたが図５で示したように再生信号立ち上がり部の間隔と、立ち下がり部の間隔を独立に計数し、所定期間毎に両方を含めた最小値を求めるものであって良い。また、第２の判断手段１７入力は所定の期間毎に加算手段１４の出力の最大値を求めるものであっても良い。
【００４６】
（実施の形態２）
本発明による光ディスク再生装置の第２の実施の形態について図１０のブロック図を用いて説明する。光ディスク再生信号を波形等化手段１で高域を強調するような補正を施す。高域強調された信号を２値化手段２において一定のレベルで２値化を行いデジタル信号に変換する。
【００４７】
次に周期検出手段４において２値化手段２で２値化されたデジタル信号の特定のパターンの周期を高周波数のクロックでカウントを行う。ここでは特定パターンの時間的長さを高周波数クロックの１周期の最低分解能で測定することができる。高周波クロックの両エッジでカウントする場合には２分の１周期の分解能となる。
【００４８】
光ディスク再生時における、再生信号帯域は再生線速度が早ければこれに比例して帯域は広がり、逆に線速度が遅ければ狭くなる。また、周期検出手段４の出力は線速度の周期情報であり、線速度に反比例した値である。図１０に示すように、周期検出手段４から出力される線速度周期検出結果の逆数を逆数演算手段２０で演算して周波数情報に変換して出力し、これに比例するよう波形等化手段１の高周波数強調帯域を変化させることにより、波形等化の最適化を行うことができる。
【００４９】
また、周期検出手段４で得られた結果は線速度情報すなわち再生信号が有するクロック周波数情報を持つため、これをもとに位相同期ループ手段５の自走周波数が再生信号の有するクロック周波数にほぼ一致するように設定する。このようにすれば２値化手段２から得られるデジタル信号が持つクロック成分の周波数と位相同期ループ手段５の同期クロック周波数は近いため疑似引き込みすることなく正常に引き込むことが可能である。こうして位相同期ループ手段５で得られた再生クロック信号で２値化手段２から得られるデジタル信号を同期化手段６で同期化して再生データとして出力する。
【００５０】
また、位相同期ループ手段５は逆数演算手段２０の演算出力を入力とし、これに比例するように位相同期ループの自走周波数を設定し、２値化デジタル信号が有するクロック周波数にほぼ一致するようにするものであって良い。
【００５１】
また、実施の形態１あるいは２において、波形等化手段１の高域強調の周波数特性が図１１の（Ａ）に示すような特性を示す場合に光ディスクの線速度が定常状態よりも早ければ、信号周波数の帯域が波形等化手段の通過帯域を超えてしまう可能性がある（図１１のＣＬＶ速の状態）。ディスク再生開始時にはディスク回転が定常状態に無いため再生信号の周波数帯域が波形等化手段の通過帯域を超えてしまう可能性がある。よって、波形等化手段１は、図１２に示すように再生開始信号を外部信号として得ることにより高域の強調帯域を図１１の（Ｂ）に示すように強制的に通常再生時よりも高域側に移すことにより信号周波数成分の欠落を防止するものであって良い。
【００５２】
また、実施の形態１あるいは２において、波形等化手段１の高域強調の周波数特性が図１１の（Ａ）に示すような特性を示す場合に光ディスクの線速度が定常状態よりも早ければ、再生信号の周波数帯域が波形等化手段の通過帯域を超えてしまう可能性がある（図１１のＣＬＶ速の状態）。特に、ディスク内周から外周へシークするときに、モータの回転が定常回転に収束するまでに時間を要するため、シーク直後は信号周波数の帯域が波形等化手段の通過帯域を超えてしまう可能性が高い。よって、波形等化手段１は、図１３に示すように光ディスクの内周から外周へのシーク信号を外部信号として得ることにより高域の強調帯域を図１１の（Ｂ）に示すように強制的に通常再生時よりも高域側に移すことにより信号周波数成分の欠落を防止するものであって良い。
【００５３】
また、周期検出手段４において２値化手段２で２値化されたデジタル信号の特定パターンの周期を高周波数のクロックでカウントを行う。ここでは特定パターンの時間的長さが高周波数クロックの１周期の最低分解能（＝１ＬＳＢ）で測定される。ただし、高周波クロックの両エッジでカウントを行う場合には２分の１周期の分解能となる。
【００５４】
図１４に周期検出手段４の入力である特定パターンの時間的長さと、周期検出手段４の検出出力の関係を実線で示している。周期検出手段４の検出方法を高周波数クロックでカウントする方法をとれば、このように階段状に変化することになる。また、破線は理想の検出カーブである。実線と破線からの誤差は最大でカウンタの最下位ビットに対応する１ＬＳＢだけ生じることになる。一方、図１５の様に出力値に対し（１／２）ＬＳＢのオフセットを加えることにより、破線からの誤差が最大（１／２）ＬＳＢに抑えることができる。ここでのオフセット量１ＬＳＢ以下であれば、（１／２）ＬＳＢ以外でも構わない。
【００５５】
なお、実施の形態１、２で述べたドロップアウト検出手段３は図１８に示すように光ディスクの記録部を横断するときに発生するトラッキングエラー信号を所定レベルで２値化して信号無記録部横断時を判断し、これを再生信号の欠落情報の一部として用いても構わない。
【００５６】
なお、以上の実施の形態では線速度一定で記録されたディスクを線速度一定で再生する場合について述べたが、本発明の方法を用いれば位相同期ループ手段５の発振周波数を再生レートに応じて適応的に変化させることが可能であるため、再生は線速度一定でなくても構わない。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、光ディスク再生時の線速度周期を検出して位相同期ループ手段の自走周波数が、再生信号を２値化してデジタル化した信号が有するクロック成分の周波数にほぼ一致するよう制御することにより位相同期引き込みを確実にかつ高速に行うことが可能であり、また再生信号の欠落を検出して線速度検出出力をホールドする機能を合わせ持つことで信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光ディスク再生装置の実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における周期検出手段４の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１における周期検出手段４の他の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１における周期検出手段４の出力値を示すグラフである。
【図５】実施の形態１における周期検出手段４の他の構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態１における周期検出手段４の他の構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態１における周期検出手段４の他の構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示される周期検出手段４の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】実施の形態１における周期検出手段４の他の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明による光ディスク再生装置の実施の形態２の構成を示すブロック図である。
【図１１】波形等化手段１の周波数特性と信号周波数帯域を示すグラフである。
【図１２】波形等化手段１の構成を示すブロック図である。
【図１３】波形等化手段１の他の構成を示すブロック図である。
【図１４】周期検出手段４の通常の出力値のグラフである。
【図１５】周期検出手段４の出力値にオフセットを持たせたグラフである。
【図１６】従来の光ディスク再生装置の構成を示す図である。
【図１７】従来の光ディスク再生装置の記録データおよび波形である。
【図１８】信号記録の有無とトラッキングエラー信号である。
【図１９】本発明における電圧制御発振器２１の入出力特性を示す図である。
【符号の説明】
１ 波形等化手段
２ ２値化手段
３ ドロップアウト検出手段
４ 周期検出手段
５ 位相同期ループ手段
６ 同期化手段
２１ 電圧制御発振器
２２ 位相比較器
２３ チャージポンプ
２４ ループフィルタ
２７ ディスクモータ駆動手段
２８ 光ディスク
２９ 再生手段
Claims (3)
- 再生信号を所定のレベルで２値化することによりデジタル信号に変換する２値化手段と、
前記デジタル信号に含まれる特定パターン自体の長さを高周波の固定クロックで検出して出力する周期検出手段と、
自走周期を有し、該自走周期が前記特定パターン自体の長さの逆数に実質的に比例するように制御し、該デジタル信号のクロック成分を再生して出力する位相同期ループ手段とを備えた光ディスク再生装置であって、
前記周期検出手段は、前記デジタル信号の連続する立ち上がりエッジ間の第１間隔を計数する第１の計数手段と、前記再生信号の連続する立ち下がりエッジ間の第２間隔を計数する第２の計数手段とを有し、
所定の期間ごとに前記第１間隔と前記第２間隔との両方を含めた最小値または最大値を計算し、前記特定パターンの周期として出力することを特徴とする光ディスク再生装置。 - 再生信号を所定のレベルで２値化することによりデジタル信号に変換する２値化手段と、
前記デジタル信号に含まれる特定パターン自体の長さを高周波の固定クロックで検出して出力する周期検出手段と、
自走周期を有し、該自走周期が前記特定パターン自体の長さの逆数に実質的に比例するように制御し、該デジタル信号のクロック成分を再生して出力する位相同期ループ手段とを備えた光ディスク再生装置であって、
前記周期検出手段は、
前記デジタル信号のパルス幅およびパルス間隔のパターンを連続的に計数する計数手段と、
所定の期間内において前記計数手段で計数された計数値の最大値を検出するごとに更新して保持する最大値記憶手段と、
前記更新がされたときに最大値記憶手段によって保持された最大値と前記計数手段で次に計数される計数値とを加算して保持する加算手段と、
前記所定の期間ごとに前記加算手段に保持された加算値を前記特定パターンの長さとして出力する最大値検出手段とを備えることを特徴とする光ディスク再生装置。 - 再生信号を所定のレベルで２値化することによりデジタル信号に変換する２値化手段と、
前記デジタル信号に含まれる特定パターン自体の長さを高周波の固定クロックで検出して出力する周期検出手段と、
自走周期を有し、該自走周期が前記特定パターン自体の長さの逆数に実質的に比例するように制御し、該デジタル信号のクロック成分を再生して出力する位相同期ループ手段とを備えた光ディスク再生装置であって、
前記周期検出手段は、前記デジタル信号のパルス幅およびパルス間隔のパターンを連続的に計数する計数手段と、
前記計数手段によって直前に得られた計数結果を保持する保持手段と、
前記計数手段の出力と前記保持手段の出力とを加算することにより、前記デジタル信号の２つの連続するパルス幅およびパルス間隔の和を得る加算手段と、
所定の期間ごとに前記加算手段の出力の最小値を計算する第１決定手段と、
前記所定の期間ごとに前記計数手段の出力の最大値を計算する第２決定手段と、
前記第１決定手段の出力に基づいて、前記第２決定手段の出力の範囲を推定する推定手段と、
該第２決定手段の出力が前記推定された範囲内にある場合には、前記第２決定手段の出力を出力し、前記推定された範囲外にある場合には、第２決定手段の出力を禁止し、直前に得られた前記第２決定手段の出力を保持する禁止手段とを備えることを特徴とする光ディスク再生装置。
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