JP4494941B2 - データ記録用クロック信号発生回路 - Google Patents

Description

本発明は、データ記録可能なＣＤ−Ｒ／ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ，ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷ等の光ディスク記録媒体にデータの記録を行うデータ記録装置に備え、光ディスク記録媒体にデータを記録する際のデータ書き込みタイミングを得るために使用するデータ記録用クロック信号を生成して出力するデータ記録用クロック信号発生回路に関する。

従来、所定の周波数成分を有するウォブル信号でウォブリングされたデータ記録用トラックを有する光ディスクとして、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＡＭ等の記録媒体（メディア）が知られており、これらの光ディスクに位相同期した記録クロック信号を発生させるデータ記録用クロック発生装置があった（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
光ディスクには、所定の周波数成分を有するウォブル信号でウォブリングされたデータ記録用トラックが存在し、光ディスクへのデータ記録を行う光ディスク記録装置は、ウォブル信号ＷＢＬに同期したデータ記録用クロック信号ＷＣＬＫを発生させるデータ記録用クロック信号発生回路を備えている。

図１０は、従来のデータ記録用クロック信号発生回路の構成例を示したブロック図である。
図１０において、データ記録用クロック信号発生回路１００は、いわゆるＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路で構成されている。位相比較器１０１は、ウォブル信号ＷＢＬと、データ記録用クロック信号ＷＣＬＫを分周器１０５で所定比に分周した分周クロック信号Ｓｆｄとの位相を比較する。

位相比較器１０１からの出力は、チャージポンプ回路１０２によって電圧信号に変換された後、フィルタ１０３によって平滑化され、電圧制御発振器（以下、ＶＣＯと呼ぶ）１０４に入力される。ＶＣＯ１０４の出力信号であるデータ記録用クロック信号ＷＣＬＫは、ＶＣＯ１０４に入力される電圧によって周波数が制御されるＰＬＬ引き込み動作が行われ、ＰＬＬのループが安定するＰＬＬロック状態になる。その結果、データ記録用クロック信号ＷＣＬＫの位相は、ウォブル信号ＷＢＬに同期したものになる。チャージポンプ回路１０２が出力電圧の電流変換を行い、該変換した電流に応じた周波数のデータ記録用クロック信号ＷＣＬＫを生成して出力する電流制御発振器（ＩＣＯ）をＶＣＯ１０４の代わりに使用するようにしてもよい。

従来の光ディスク記録装置では、ウォブル信号に重畳された同期信号とアドレス情報を検出し、光ディスクへのデータ記録を行う場合、データ記録用クロック信号ＷＣＬＫに同期して記録するデータに所定の変調処理を施す。変調された記録データに応じて、光ディスクへ射出するレーザビーム強度を変調し、この結果、データ記録用トラックのウォブル信号に同期して光ディスクへのデータの記録が行われる。
しかし、位相比較器１０１は、ウォブル信号ＷＢＬと分周クロック信号Ｓｆｄとの周波数比較を行っておらず、ウォブル信号ＷＢＬと分周クロック信号Ｓｆｄとの周波数差に対して、わずかなＰＬＬロックレンジしかないため、図１１で示すように、周波数比較器１０６を併用していた。

図１１において、ウォブル信号ＷＢＬとデータ記録用クロック信号ＷＣＬＫとの周波数差が大きい場合には、マルチプレクサ１０９に対して、第２チャージポンプ回路１０８を介して入力された周波数比較器１０６からの信号を出力するように制御し、ＶＣＯ１０４に対する周波数制御を行うようにする。また、周波数比較器１０６による制御でデータ記録用クロック信号ＷＣＬＫの周波数が位相比較器１０１のＰＬＬロックレンジ内の周波数になった時点で、マルチプレクサ１０９に対して、第１チャージポンプ回路１０７を介して入力された位相比較器１０１からの信号を出力するように制御し、ＶＣＯ１０４に対する周波数制御を行うようにする。

一方、データ書き換え型光ディスクの性質として、同じ場所に何度も繰り返して記録すると、記録マーク及びその周辺が熱的ストレス等によって劣化することがあり、この問題を軽減するために、記録開始点をランダムに可変させる装置があった（例えば、特許文献３及び特許文献４参照。）。
また、光ディスク上の欠陥や光ディスク表面のごみ等によりウォブル信号が欠落する場合があり、この欠落中にウォブル信号と記録用クロック信号との位相がずれてしまう、いわゆるビットスリップという現象に対して、位相ずれを正しい位相に回復する回路があった（例えば、特許文献５参照。）。
また、ウォブル信号にアドレス情報等を位相変調によって重畳した光ディスクがあり（例えば、特許文献６参照。）、ウォブル信号に位相同期した記録用クロック信号を発生させるデータ記録用クロック信号発生装置があった。

一方、データ記録可能な光ディスクに対してデータ記録を行う光ディスク記録装置に設けられたデータ記録用クロック信号を生成するＰＬＬ回路は、データ記録時の高精度の位相ロックとシーク時の高速引き込みの両立が求められる。このため、以下のような方法が考案されている。
粗い周波数分解能を持つＤ／Ａ変換器と細かい周波数分解能を持つＤ／Ａ変換器とを周波数制御と位相制御で信号処理し、トラッキング制御さえかかっていれば十分な信号が得られるウォブル信号を周波数制御に使用し、粗い周波数分解能を持つＤ／Ａ変換機と細かい周波数分解能を持つＤ／Ａ変換機のダイナミックレンジをデータ再生に問題のない時刻に制御するようにした光ディスク再生装置があった（例えば、特許文献７参照。）。

また、ゾーンＣＬＶフォーマットの光ディスクにおいて、異なるゾーンへのアクセス時にヘッダ部のＶＦＯ部でＰＬＬ回路の位相比較を、ＶＦＯパターンとＰＬＬクロックを１：１で周波数比較するプルイン位相比較により行い、その後、プルイン位相比較をやめ、ロックイン位相比較に切り替えるようにした光ディスク装置があった（例えば、特許文献８参照）。
また、ウォブル信号の周期、すなわちディスクの回転速度を検出し、該検出した回転速度に基づいて、ＰＬＬブロックの引き込み周波数の信号を生成し、該生成した信号に基づいて、ディスクの回転速度が規定速度に達していない状態でも、ディスクの回転速度に応じたＰＬＬクロックを生成するようにした情報記録再生装置があった（例えば、特許文献９参照。）。

また、位相比較器により形成された、リファレンスクロック発生回路からのリファレンスクロックに対するＶＣＯからのチャンネルクロックの位相誤差を示す位相誤差信号をロックイン時に選択するように、ロック／アンロックを切り換え制御し、ロックイン時にＶＣＯの自走周波数が目的の周波数から大きくずれていても、前記位相比較器により、このずれ量を検出することができ、このすれ量に応じてＶＣＯを駆動することができるチャンネルクロック形成装置があった（例えば、特許文献１０参照。）。
特開平１０−２９３９２６号公報 特開平１１−６６５６３号公報 特公平８−１０４８９号公報 特開平１０−３６６７号公報 特開２００１−３５０９０号公報 特開２００１−３１９４２８号公報 特開２０００−１０００８３号公報 特開２００１−７６４４０号公報 特開２００３−７００４号公報 特開平６−２４３５８７号公報

前述したように、位相比較器は位相比較のみを行い、周波数比較機能を持たない位相比較器の場合、ウォブル信号ＷＢＬと分周したデータ記録用クロック信号ＷＣＬＫとの速度差、すなわち周波数差に対して、ロックレンジが狭かった。そこで、図１１では、ＰＬＬ引き込み用として周波数比較器を併用して、所定の周波数に達するまでは周波数比較器を用いてＶＣＯから出力される信号の周波数制御を行い、周波数比較器内に設けられた周波数検出回路でＰＬＬロックレンジ内の周波数に達したと判定した時点で、位相比較器によるＶＣＯへの周波数制御に切り替えていた。

しかし、周波数比較器の精度が低い場合、位相比較器の狭いＰＬＬロックレンジの中に引き込むことが困難であるため、高精度の周波数比較器が必要であった。周波数比較器を高精度にしようとすると、高い周波数のクロック信号を使用するか、又は周波数を計測する期間を長くするのが一般的であった。前者の場合、消費電力や回路規模の点から不利であり、後者の場合、計測期間内の周波数の変化は平均化されてしまうことから、ＰＬＬ引き込み時にデータ記録用クロック信号ＷＣＬＫの周波数制御を行っているため、周波数比較器内の周波数検出回路で周波数の一致を検知し直ちに位相比較に切り替えても、その時点ではすでに、データ記録用クロック信号ＷＣＬＫがＰＬＬロックレンジから外れているということが発生する。この問題に対処するために、周波数が一致したか否かの検出を複数回行う方法もあるが、ＰＬＬ引き込みに時間がかかるという問題があった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、高精度の周波数比較器を使用せずに、位相比較器のＰＬＬロックレンジを広げて、迅速にウォブル信号へのＰＬＬ引き込みを行うことができるデータ記録用クロック信号発生回路を得ることを目的とする。

この発明に係るデータ記録用クロック信号発生回路は、書き込み可能な光ディスク上のデータ記録用トラックをあらかじめウォブリングさせて記録されたウォブル信号に位相同期させた、該光ディスクにデータの記録を行う際のデータ書き込みタイミングを得るために使用するデータ記録用クロック信号を生成して出力するＰＬＬ回路からなるデータ記録用クロック信号発生回路において、
前記データ記録用クロック信号を異なる所定の分周比でそれぞれ分周した第１分周クロック信号及び第２分周クロック信号をそれぞれ生成して出力する分周回路部と、
前記ウォブル信号と前記第１分周クロック信号との位相を比較し、該比較結果を示した位相制御信号を生成して出力する位相比較回路部と、
前記ウォブル信号と前記第１分周クロック信号との周波数を比較し、該比較結果を示した周波数制御信号を生成して出力する周波数比較回路部と、
前記ウォブル信号の所定の信号レベルへの変化時に対する前記第１分周クロック信号及び第２分周クロック信号における各信号レベルの組み合わせの遷移から、前記ウォブル信号に対する第１分周クロック信号の位相の状態検出を行い、該検出した位相状態を示した位相状態信号を生成して出力する位相検出回路部と、
前記位相制御信号、周波数制御信号及び位相状態信号に応じて調整した周波数の前記データ記録用クロック信号を生成して出力するデータ記録用クロック信号生成回路部と、
を備え、
前記データ記録用クロック信号生成回路部は、前記ウォブル信号と第１分周クロック信号との周波数差が所定値未満の場合、前記位相制御信号に応じてデータ記録用クロック信号の周波数調整を行うと共に、位相状態信号が前記ウォブル信号よりも前記第１分周クロック信号の位相が進んでいくことを示している場合、前記データ記録用クロック信号の周波数を低くする度合いを高めて、前記周波数調整を行う速度を前記位相状態信号に応じて変えるものである。

また、前記データ記録用クロック信号生成回路部は、位相状態信号が前記ウォブル信号よりも前記第１分周クロック信号の位相が遅れていくことを示している場合、前記データ記録用クロック信号の周波数を高くする度合いを高めるようにした。

また、前記データ記録用クロック信号生成回路部は、前記ウォブル信号と第１分周クロック信号との周波数差が前記所定値以上の場合、前記周波数制御信号に応じてデータ記録用クロック信号の周波数調整を行うようにした。

また、前記光ディスクのデータ記録用トラックは、所定の周波数成分を有し所定のタイミングでアドレス情報と同期信号とが位相変調によって重畳されたウォブル信号でウォブリングされ、該アドレス情報と同期信号が位相変調によって前記ウォブル信号に重畳されている期間、前記位相比較回路部は、前記位相制御信号の出力を停止すると共に、前記位相検出回路部は、前記位相状態信号の出力を停止するようにしてもよい。

具体的には、前記位相比較回路部及び位相検出回路部は、アドレス情報と同期信号が位相変調によって前記ウォブル信号に重畳されている期間、外部から所定の信号が入力され、該所定の信号が入力されている間、前記位相比較回路部は、前記位相制御信号の出力を停止すると共に、前記位相検出回路部は、前記位相状態信号の出力を停止するようにした。

本発明のデータ記録用クロック信号発生回路によれば、前記データ記録用クロック信号生成回路部は、前記ウォブル信号と第１分周クロック信号との周波数差が所定値未満の場合、前記位相制御信号に応じてデータ記録用クロック信号の周波数調整を行うと共に、該周波数調整を行う速度を前記位相状態信号に応じて変えるようにしたことから、高精度の周波数比較回路を使用せずに、位相比較回路部のＰＬＬロックレンジを広げて、迅速かつ容易にウォブル信号へのＰＬＬ引き込みを行うことができ、シークのアクセスタイムを短くすることができる。

次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるデータ記録用クロック信号発生回路を使用した光ディスク再生記録装置の構成例を示した図である。
図１において、光ディスク再生記録装置１は、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷ及びＤＶＤ−Ｒ／ＲＷの光ディスク２へのデータ記録を行うものであり、光ディスク２をスピンドルモータ３で回転駆動させる。スピンドルモータ３は、モータドライバ４によって回転制御される。光ディスク２に対してデータの読み出し及び書き込みを行う光ピックアップ５は、半導体レーザ、光学系、フォーカスアクチュエータ、トラックアクチュエータ、受光素子、及びポジションセンサ等（図示せず）を内蔵しており、レーザ光を光ディスク２に照射してデータの読み出し及び書き込みを行う。

ＣＤ−Ｒ／ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ，ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷ等の光ディスク２には、所定の周波数成分を有するウォブル（Ｗｏｂｂｌｅ）信号でウォブリングされたデータ記録用トラックが存在する。光ディスク２上のデータを読み出す、いわゆるデータ再生を行う場合、光ピックアップ５によって読み出された再生信号は、アンプ６で増幅され２値化される。データデコーダ７は、アンプ６で増幅され２値化されたデータに対して、所定の方法でデコードして再生データとして出力する。

光ディスク２上にデータを書き込む、いわゆるデータ記録を行う場合、光ピックアップ５によって光ディスク２上のウォブル信号が読み出され、該ウォブル信号はアンプ６で増幅され、更に場合によっては２値化されてウォブル信号ＷＢＬとして出力される。データ記録用クロック信号発生回路８はウォブル信号ＷＢＬに同期したデータ記録用クロック信号ＷＣＬＫを生成して出力する。同期検出回路９とアドレスデコーダ１０は、ウォブル信号ＷＢＬに重畳された同期信号とアドレス情報をそれぞれ検出する。データエンコーダ１１は、データ記録用クロック信号ＷＣＬＫに同期して記録データに所定の変調処理を施し、ＬＤドライバ１２は、該変調された記録データに応じて光ピックアップ５が射出するレーザビーム強度を変調する。このように、光ディスク２のデータ記録用トラックのウォブル信号に同期してデータの記録が行われる。

図２は、本発明の第１の実施の形態におけるデータ記録用クロック信号発生回路の内部構成例を示したブロック図であり、図１のデータ記録用クロック信号発生回路８の内部構成例を示している。
図２において、データ記録用クロック信号発生回路８は、いわゆるＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路をなし、位相比較器２１、第１チャージポンプ回路２２、フィルタ２３、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）２４、分周器２５、周波数比較器２６、第２チャージポンプ回路２７、マルチプレクサ２８、位相検出器２９、位相遷移検知回路３０、第１デューティ調整回路３１及び第２デューティ調整回路３２を備えている。なお、位相比較器２１は位相比較回路部を、分周器２５は分周回路部を、周波数比較器２６は周波数比較回路部を、位相検出器２９及び位相遷移検知回路３０は位相検出回路部をそれぞれなす。また、第１チャージポンプ回路２２、フィルタ２３、ＶＣＯ２４、第２チャージポンプ回路２７、マルチプレクサ２８、第１デューティ調整回路３１及び第２デューティ調整回路３２はデータ記録用クロック信号生成回路部をなす。

位相比較器２１は、ウォブル信号ＷＢＬとデータ記録用クロック信号ＷＣＬＫを分周器２５で所定比に分周した信号である第１分周クロック信号Ｓｆｄ１との位相差を比較する。例えば、位相比較器２１は、ウォブル信号ＷＢＬと第１分周クロック信号Ｓｆｄ１の立ち上がりエッジを比較する。位相比較器２１は、ウォブル信号ＷＢＬと第１分周クロック信号Ｓｆｄ１の立ち上がりエッジが同じである場合、デューティサイクル５０％のパルス信号をなすアップ信号ＳＰｕとアップ信号ＳＰｕの信号レベルを反転させたダウン信号ＳＰｄをそれぞれ出力する。また、位相比較器２１は、ウォブル信号ＷＢＬの立ち上がりエッジの方が第１分周クロック信号Ｓｆｄ１の立ち上がりエッジよりも先に入力された場合、アップ信号ＳＰｕのデューティサイクルを５０％にした状態で、ダウン信号ＳＰｄのデューティサイクルのみを小さくして出力する。

また、位相比較器２１は、第１分周クロック信号Ｓｆｄ１の立ち上がりエッジの方がウォブル信号ＷＢＬの立ち上がりエッジよりも先に入力された場合、ダウン信号ＳＰｄのデューティサイクルを５０％にした状態で、アップ信号ＳＰｕのデューティサイクルのみを小さくして出力する。位相比較器２１から出力されたアップ信号ＳＰｕは第１デューティ調整回路３１に出力され、位相比較器２１から出力されたダウン信号ＳＰｄは第２デューティ調整回路３２に出力される。

分周器２５は、データ記録用クロック信号ＷＣＬＫから第１分周クロック信号Ｓｆｄ１を生成して出力すると共に第１分周クロック信号Ｓｆｄ１の２倍の周波数の第２分周クロック信号Ｓｆｄ２を生成して出力する。また、分周器２５は、第１分周クロック信号Ｓｆｄ１と第２分周クロック信号Ｓｆｄ２の位相を合わせてそれぞれ出力する。
位相検出器２９には、ウォブル信号ＷＢＬ、第１分周クロック信号Ｓｆｄ１及び第２分周クロック信号Ｓｆｄ２がそれぞれ入力されており、位相検出器２９は、ウォブル信号ＷＢＬと第１分周クロック信号Ｓｆｄ１との位相関係の検出を行う。すなわち、第１分周クロック信号Ｓｆｄ１を基準にして、ウォブル信号ＷＢＬのエッジがどの位相にあるかを検出して出力する。

図３は、位相検出器２９の動作例を示したタイミングチャートであり、図３を用いて位相検出器２９の動作について説明する。図３では、データ記録用クロック信号ＷＣＬＫがウォブル信号ＷＢＬの３２倍の周波数である場合を例にして示している。
位相検出器２９は、ウォブル信号ＷＢＬにおける信号レベルの立ち上がり時点での第１分周クロック信号Ｓｆｄ１及び第２分周クロック信号Ｓｆｄ２の各状態に応じて、ＳＡ〜ＳＤの４種類の信号のいずれか１つを出力する。例えば、位相検出器２９は、ウォブル信号ＷＢＬにおける信号レベルの立ち上がり時に、第１分周クロック信号Ｓｆｄ１と第２分周クロック信号Ｓｆｄ２がそれぞれロー（Ｌｏｗ）レベルであれば信号ＳＡを出力し、第１分周クロック信号Ｓｆｄ１と第２分周クロック信号Ｓｆｄ２がそれぞれハイ（Ｈｉｇｈ）レベルであれば信号ＳＢを出力する。

また、位相検出器２９は、ウォブル信号ＷＢＬにおける信号レベルの立ち上がり時に、第１分周クロック信号Ｓｆｄ１がハイレベルで第２分周クロック信号Ｓｆｄ２がローレベルであれば信号ＳＣを出力し、第１分周クロック信号Ｓｆｄ１がローレベルで第２分周クロック信号Ｓｆｄ２がハイレベルであれば信号ＳＤを出力する。
すなわち、位相検出器２９が信号ＳＡを出力しているときは、ウォブル信号ＷＢＬに対して第１分周クロック信号Ｓｆｄ１の位相が０°〜９０°遅れていることを示し、位相検出器２９が信号ＳＢを出力しているときは、ウォブル信号ＷＢＬに対して第１分周クロック信号Ｓｆｄ１の位相が０°〜９０°進んでいることを示している。また、位相検出器２９が信号ＳＣを出力しているときは、ウォブル信号ＷＢＬに対して第１分周クロック信号Ｓｆｄ１の位相が９０°〜１８０°進んでいることを示し、位相検出器２９が信号ＳＤを出力しているときは、ウォブル信号ＷＢＬに対して第１分周クロック信号Ｓｆｄ１の位相が９０°〜１８０°遅れていることを示している。

位相ロックしている場合、位相検出器２９は、フィードバック制御特有のゆらぎのために信号ＳＡと信号ＳＢを交互に出力する。第１分周クロック信号Ｓｆｄ１がウォブル信号ＷＢＬよりも少しだけ周波数が高い場合、位相検出器２９は、信号ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ、ＳＡの順に巡回遷移させて出力する。逆に、第１分周クロック信号Ｓｆｄ１がウォブル信号ＷＢＬよりも少しだけ周波数が低い場合、位相検出器２９は、信号ＳＡ、ＳＤ、ＳＣ、ＳＢ、ＳＡの順に巡回遷移させて出力する。

一方、位相遷移検知回路３０は、位相検出器２９の出力信号の遷移を監視し、位相検出器２９から信号ＳＡと信号ＳＢを交互に出力されている場合、すなわち位相ロックしている場合、ローレベルのアップ信号Ｓｕｐを第１デューティ調整回路３１に出力すると共に、ローレベルのダウン信号Ｓｄｗを第２デューティ調整回路３２に出力する。また、位相遷移検知回路３０は、位相検出器２９からの出力信号が信号ＳＡ、ＳＤ、ＳＣ、ＳＢ、ＳＡの順に巡回遷移している場合、ローレベルのアップ信号Ｓｕｐを第１デューティ調整回路３１に出力すると共に、デューティサイクルが５０％未満の所定値であるパルス信号のダウン信号Ｓｄｗを第２デューティ調整回路３２に出力する。

また、位相遷移検知回路３０は、位相検出器２９からの出力信号が信号ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ、ＳＡの順に巡回遷移している場合、ローレベルのダウン信号Ｓｄｗを第２デューティ調整回路３２に出力すると共に、デューティサイクルが５０％未満の所定値であるパルス信号のアップ信号Ｓｕｐを第１デューティ調整回路３１に出力する。位相遷移検知回路３０は、パルス信号をなすアップ信号Ｓｕｐを出力する場合、アップ信号Ｓｕｐをアップ信号ＳＰｕの位相に合わせると共に、パルス信号をなすダウン信号Ｓｄｗを出力する場合、ダウン信号Ｓｄｗをダウン信号ＳＰｄの位相に合わせるようにするとよい。なお、アップ信号ＳＰｕ及びダウン信号ＳＰｄは位相制御信号をなし、アップ信号ＳＦｕ及びダウン信号ＳＦｄは周波数制御信号をなし、アップ信号Ｓｕｐ及びダウン信号Ｓｄｗは位相状態信号をなす。

第１デューティ調整回路３１は、位相遷移検知回路３０から所定のデューティサイクルのアップ信号Ｓｕｐが入力されると、アップ信号Ｓｕｐのデューティサイクルに応じて位相比較器２１から入力されたアップ信号ＳＰｕのデューティサイクルを小さくして第１チャージポンプ回路２２に出力する。また、第１デューティ調整回路３１は、位相遷移検知回路３０からローレベルのアップ信号Ｓｕｐが入力されると、位相比較器２１から入力されたアップ信号ＳＰｕをそのまま第１チャージポンプ回路２２に出力する。
同様に、第２デューティ調整回路３２は、位相遷移検知回路３０から所定のデューティサイクルのダウン信号Ｓｄｗが入力されると、ダウン信号Ｓｄｗのデューティサイクルに応じて位相比較器２１から入力されたダウン信号ＳＰｄのデューティサイクルを小さくして第１チャージポンプ回路２２に出力する。また、第２デューティ調整回路３２は、位相遷移検知回路３０からローレベルのダウン信号Ｓｄｗが入力されると、位相比較器２１から入力されたダウン信号ＳＰｄをそのまま第１チャージポンプ回路２２に出力する。

第１チャージポンプ回路２２は、入力されたアップ信号ＳＰｕとダウン信号ＳＰｄが共にローレベルである間は、出力端がハイインピーダンス状態になり、アップ信号ＳＰｕがハイレベルでダウン信号ＳＰｄがローレベルである間はハイレベルの信号をマルチプレクサ２８に出力し、アップ信号ＳＰｕがローレベルでダウン信号ＳＰｄがハイレベルである間はローレベルの信号をマルチプレクサ２８に出力する。

一方、周波数比較器２６は、ウォブル信号ＷＢＬと第１分周クロック信号Ｓｆｄ１との各周波数を比較する。
例えば、周波数比較器２６は、ウォブル信号ＷＢＬと第１分周クロック信号Ｓｆｄ１の立ち上がりエッジの間隔を比較する。周波数比較器２６は、ウォブル信号ＷＢＬと第１分周クロック信号Ｓｆｄ１の各周波数が同じである場合、デューティサイクル５０％のパルス信号をなすアップ信号ＳＦｕとアップ信号ＳＦｕの信号レベルを反転させたダウン信号ＳＦｄをそれぞれ出力する。また、周波数比較器２６は、ウォブル信号ＷＢＬの周波数が第１分周クロック信号Ｓｆｄ１の周波数よりも高い場合、アップ信号ＳＦｕのデューティサイクルを５０％にした状態で、ダウン信号ＳＦｄのデューティサイクルのみを小さくして出力する。

また、周波数比較器２６は、ウォブル信号ＷＢＬの周波数が第１分周クロック信号Ｓｆｄ１の周波数よりも低い場合、ダウン信号ＳＦｄのデューティサイクルを５０％にした状態で、アップ信号ＳＦｕのデューティサイクルのみを小さくして出力する。周波数比較器２６から出力されたアップ信号ＳＦｕ及びダウン信号ＳＦｄは、それぞれ第２チャージポンプ回路２７に出力される。
第２チャージポンプ回路２７は、入力されたアップ信号ＳＦｕとダウン信号ＳＦｄが共にローレベルである間は、出力端がハイインピーダンス状態になり、アップ信号ＳＦｕがハイレベルでダウン信号ＳＦｄがローレベルである間はハイレベルの信号をマルチプレクサ２８に出力し、アップ信号ＳＦｕがローレベルでダウン信号ＳＦｄがハイレベルである間はローレベルの信号をマルチプレクサ２８に出力する。

ここで、周波数比較器２６は、ウォブル信号ＷＢＬと第１分周クロック信号Ｓｆｄ１との周波数差を常時検出して、該検出した周波数差が所定値Ｆ１以上の場合、マルチプレクサ２８に対して、第２チャージポンプ回路２７の出力電圧をフィルタ２３に出力するように制御する。また、周波数比較器２６は、ウォブル信号ＷＢＬと第１分周クロック信号Ｓｆｄ１との周波数差が所定値Ｆ１未満になると、マルチプレクサ２８に対して、第１チャージポンプ回路２２の出力電圧をフィルタ２３に出力するように制御する。フィルタ２３は、マルチプレクサ２８から入力された信号を平滑して制御電圧ＶｃｎｔとしてＶＣＯ２４に出力し、ＶＣＯ２４は、入力された制御電圧Ｖｃｎｔの電圧値に応じた周波数のデータ記録用クロック信号ＷＣＬＫを生成して出力する。この結果、データ記録用クロック信号ＷＣＬＫの位相は、ウォブル信号ＷＢＬに同期したものになる。

なお、前記周波数比較器２６の動作として、下記のようにしてもよい。
周波数比較器２６は、ウォブル信号ＷＢＬと第１分周クロック信号Ｓｆｄ１の立ち上がりエッジの間隔を比較する。周波数比較器２６は、ウォブル信号ＷＢＬと第１分周クロック信号Ｓｆｄ１の各周波数が同じである場合、アップ信号ＳＦｕ及びダウン信号ＳＦｄを共にローレベルにしてそれぞれ出力する。また、周波数比較器２６は、ウォブル信号ＷＢＬの周波数が第１分周クロック信号Ｓｆｄ１の周波数よりも高い場合、アップ信号ＳＦｕを所定のデューティサイクルで出力した状態で、ダウン信号ＳＦｄをローレベルにして出力する。また、周波数比較器２６は、ウォブル信号ＷＢＬの周波数が第１分周クロック信号Ｓｆｄ１の周波数よりも低い場合、ダウン信号ＳＦｄを所定のデューティサイクルで出力した状態で、アップ信号ＳＦｕをローレベルにして出力する。周波数比較器２６から出力されたアップ信号ＳＦｕ及びダウン信号ＳＦｄは、それぞれ第２チャージポンプ回路２７に出力される。

このように、本第１の実施の形態におけるデータ記録用クロック信号発生回路は、位相検出器２９が、ウォブル信号ＷＢＬの立ち上がり時点での第１分周クロック信号Ｓｆｄ１及び第２分周クロック信号Ｓｆｄ２の状態に応じて出力する信号ＳＡ〜ＳＤの順序から、第１分周クロック信号Ｓｆｄ１を基準にして、ウォブル信号ＷＢＬのエッジがどの位相にあるかを検出し、該検出結果に応じて、データ記録用クロック信号ＷＣＬＫの周波数の変化が速くなるように位相比較器２１の出力信号であるアップ信号ＳＰｕ及びダウン信号ＳＰｄのデューティサイクルを調整するようにした。このことから、高精度の周波数比較器を使用せずに、位相比較器のＰＬＬロックレンジを広げて、迅速にウォブル信号へのＰＬＬ引き込みを行うことができる。

第２の実施の形態．
前記第１の実施の形態では、第１チャージポンプ回路２２及び第２チャージポンプ回路２７は、入力された各パルス信号の信号レベルの組み合わせに応じた信号レベルのパルス信号を出力するようにしたが、入力された各パルス信号の信号レベルの組み合わせに応じた方向の電流を出力する電流制御型チャージポンプをなすようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第２の実施の形態とする。
図４は、本発明の第２の実施の形態におけるデータ記録用クロック信号発生回路の内部構成例を示したブロック図である。なお、本発明の第２の実施の形態におけるデータ記録用クロック信号発生回路を使用した光ディスク再生記録装置の構成例を示した図は、データ記録用クロック信号発生回路の符号を変える以外は図１と同じであるので省略する。また、図４では、図２と同じもの又は同様のものは図２と同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に図２との相違点のみ説明する。

図４における図２との相違点は、図２の第１デューティ調整回路３１及び第２デューティ調整回路３２をなくし、図１の第１チャージポンプ回路２２及び第２チャージポンプ回路２７は、入力された各パルス信号の信号レベルの組み合わせに応じた信号レベルのパルス信号を出力するようにしたが、入力された各パルス信号の信号レベルの組み合わせに応じた方向の電流を出力する電流制御型チャージポンプをなすようにしたことにあり、これに伴って、図１の第１チャージポンプ回路２２を第１チャージポンプ回路２２ａに、図１の第２チャージポンプ回路２７を第２チャージポンプ回路２７ａに、図１のフィルタ２３をフィルタ２３ａに、図１の位相遷移検知回路３０を位相遷移検知回路３０ａにそれぞれし、図２のデータ記録用クロック信号発生回路８をデータ記録用クロック信号発生回路８ａにした。

図４において、データ記録用クロック信号発生回路８ａは、位相比較器２１、第１チャージポンプ回路２２ａ、フィルタ２３ａ、ＶＣＯ２４、分周器２５、周波数比較器２６、第２チャージポンプ回路２７ａ、マルチプレクサ２８、位相検出器２９及び位相遷移検知回路３０ａを備えている。なお、位相検出器２９及び位相遷移検知回路３０ａは位相検出回路部をそれぞれなし、第１チャージポンプ回路２２ａ、フィルタ２３ａ、ＶＣＯ２４、第２チャージポンプ回路２７ａ及びマルチプレクサ２８はデータ記録用クロック信号生成回路部をなす。

位相比較器２１から出力されたアップ信号ＳＰｕ及びダウン信号ＳＰｄはそれぞれ第１チャージポンプ回路２２ａに出力される。
位相遷移検知回路３０ａは、位相検出器２９の出力信号の遷移を監視し、該出力信号の遷移に応じて、フラグをなすアップ信号Ｓｕｐ及びダウン信号Ｓｄｗをそれぞれ出力する。位相遷移検知回路３０ａは、位相検出器２９から信号ＳＡと信号ＳＢを交互に出力されている場合、ローレベルのアップ信号Ｓｕｐ及びローレベルのダウン信号Ｓｄｗを第１チャージポンプ回路２２ａにそれぞれ出力する。

また、位相遷移検知回路３０ａは、位相検出器２９からの出力信号が信号ＳＡ、ＳＤ、ＳＣ、ＳＢ、ＳＡの順に巡回遷移している間は、ローレベルのアップ信号Ｓｕｐを第１チャージポンプ回路２２ａに出力すると共に、ハイレベルのダウン信号Ｓｄｗを第１チャージポンプ回路２２ａに出力する。また、位相遷移検知回路３０ａは、位相検出器２９からの出力信号が信号ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ、ＳＡの順に巡回遷移している間は、ローレベルのダウン信号Ｓｄｗを第１チャージポンプ回路２２ａに出力すると共に、ハイレベルのアップ信号Ｓｕｐを第１チャージポンプ回路２２ａに出力する。

図５は、第１チャージポンプ回路２２ａの動作例を示した図であり、図５を参照しながら第１チャージポンプ回路２２ａの動作について説明する。
第１チャージポンプ回路２２ａは、アップ信号ＳＰｕがハイレベルでダウン信号ＳＰｄがローレベルのとき、所定の電流値ｉ１の電流を出力し、アップ信号ＳＰｕがローレベルでダウン信号ＳＰｄがハイレベルのとき、所定の負の電流値ｉ２の電流を出力、すなわち電流値ｉ２の電流を吸い込む。また、第１チャージポンプ回路２２ａは、アップ信号ＳＰｕ及びダウン信号ＳＰｄが共にローレベルであるときは、出力端がハイインピーダンス状態になる。また、第１チャージポンプ回路２２ａは、位相遷移検知回路３０ａからハイレベルのアップ信号Ｓｕｐが入力されると、電流値ｉ１を所定値ｉ３まで大きくして出力し、位相遷移検知回路３０ａからハイレベルのダウン信号Ｓｄｗが入力されると、電流値ｉ２の絶対値を所定値ｉ４まで大きくして吸い込む。

一方、第２チャージポンプ回路２７ａは、アップ信号ＳＦｕがハイレベルでダウン信号ＳＦｄがローレベルのとき、所定の電流値ｉ５の電流を出力し、アップ信号ＳＦｕがローレベルでダウン信号ＳＦｄハイレベルのとき、所定の負の電流値ｉ６の電流を出力、すなわち電流値ｉ６の電流を吸い込む。また、第２チャージポンプ回路２７ａは、アップ信号ＳＦｕ及びダウン信号ＳＦｄが共にローレベルであるときは、出力端がハイインピーダンス状態になる。ＰＬＬロック時には、交互に同じ時間、電流値ｉ１及びｉ２の電流が流れると共に電流値ｉ１及びｉ２の絶対値が等しくなり、同様に、交互に同じ時間、電流値ｉ５及びｉ６の電流が流れると共に電流値ｉ５及びｉ６の絶対値が等しくなる。

ここで、周波数比較器２６は、ウォブル信号ＷＢＬと第１分周クロック信号Ｓｆｄ１との周波数差を常時検出して、該検出した周波数差が所定値Ｆ１以上の場合、マルチプレクサ２８に対して、第２チャージポンプ回路２７ａの出力端をフィルタ２３ａに接続するように制御する。また、周波数比較器２６は、ウォブル信号ＷＢＬと第１分周クロック信号Ｓｆｄ１との周波数差が所定値Ｆ１未満になると、マルチプレクサ２８に対して、第１チャージポンプ回路２２ａの出力端をフィルタ２３ａに接続するように制御する。フィルタ２３ａは、マルチプレクサ２８を介して入出力される電流を電圧に変換し、更に平滑して制御電圧ＶｃｎｔとしてＶＣＯ２４に出力する。

このように、本第２の実施の形態におけるデータ記録用クロック信号発生回路は、位相検出器２９が、ウォブル信号ＷＢＬにおける信号レベルの立ち上がり時点での第１分周クロック信号Ｓｆｄ１及び第２分周クロック信号Ｓｆｄ２の状態に応じて出力する信号ＳＡ〜ＳＤの順序から、第１分周クロック信号Ｓｆｄ１を基準にして、ウォブル信号ＷＢＬのエッジがどの位相にあるかを検出し、該検出結果に応じて、データ記録用クロック信号ＷＣＬＫの周波数の変化が速くなるように第１チャージポンプ回路２２ａに入出力される電流値が大きくなるようにした。このことから、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

第３の実施の形態．
ウォブル信号にアドレス情報や同期情報が位相変調によって重畳されている場合、位相変調部分のウォブル信号は、図６に示すように位相が１８０°ずれていることから、該位相変調部分では、位相検出器２９は、位相比較器２１と同様に正しい位相差を検出することができない。このため、このような位相変調部分では、位相比較器２１及び位相検出器２９による位相差の検出を行わないようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第３の実施の形態とする。
図７は、本発明の第３の実施の形態におけるデータ記録用クロック信号発生回路を使用した光ディスク再生記録装置の構成例を示した図である。なお、図７では、図１と同じもの又は同様のものは図１と同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図１との相違点のみ説明する。

図７における図１との相違点は、図１のデータ記録用クロック信号発生回路８をデータ記録用クロック信号発生回路８ｂにし、図１の同期検出回路９が位相比較マスク信号Ｓｍを生成してデータ記録用クロック信号発生回路８ｂに出力するようにしたことにあり、これに伴って、図１の同期検出回路９を同期検出回路９ｂに、図１の光ディスク再生記録装置１を光ディスク再生記録装置１ｂにそれぞれした。
図７において、同期検出回路９ｂは、位相比較マスク信号Ｓｍを生成してデータ記録用クロック信号発生回路８ｂに出力し、図８で示すように、光ディスク２から同期信号とアドレス信号が読み出される間、位相比較マスク信号Ｓｍをハイレベルにする。

図９は、本発明の第３の実施の形態におけるデータ記録用クロック信号発生回路の内部構成例を示したブロック図であり、図２の構成を有する場合を示している。なお、図９では、図２と同じもの又は同様のものは図２と同じ符号を示しており、ここではその説明を省略すると共に図２との相違点のみ説明する。
図９における図２との相違点は、図２の位相比較器２１及び位相検出器２９に、外部から位相比較マスク信号Ｓｍが入力され、位相比較マスク信号Ｓｍがハイレベルである間、位相比較器２１は、アップ信号ＳＰｕ及びダウン信号ＳＰｄを出力する各出力端をローレベルにすると共に、位相遷移検知回路３０は、出力端をローレベルにするようにしたことにある。これに伴って、図２の位相比較器２１は位相比較器２１ｂに、図２の位相遷移検知回路３０を位相遷移検知回路３０ｂに、図２のデータ記録用クロック信号発生回路８をデータ記録用クロック信号発生回路８ｂにそれぞれした。

図９において、データ記録用クロック信号発生回路８ｂは、位相比較器２１ｂ、第１チャージポンプ回路２２、フィルタ２３、ＶＣＯ２４、分周器２５、周波数比較器２６、第２チャージポンプ回路２７、マルチプレクサ２８、位相検出器２９、位相遷移検知回路３０ｂ、第１デューティ調整回路３１及び第２デューティ調整回路３２を備えている。なお、位相比較器２１ｂは位相比較回路部を、位相検出器２９及び位相遷移検知回路３０ｂは位相検出回路部をそれぞれなす。
位相比較器２１ｂ及び位相遷移検知回路３０ｂには、それぞれ位相比較マスク信号Ｓｍが入力されており、位相比較マスク信号Ｓｍがハイレベルになると、位相比較器２１ｂの出力端及び位相遷移検知回路３０ｂの各出力端はそれぞれローレベルになる。

位相遷移検知回路３０ｂの出力端がローレベルになると、第１チャージポンプ回路２２の出力端はハイインピーダンス状態になる。このとき、マルチプレクサ２８が、第１チャージポンプ回路２２の出力電圧をフィルタ２３に出力するように制御されている場合、ＶＣＯ２４は、フィルタ２３が保持している電圧に応じた周波数のデータ記録用クロック信号ＷＣＬＫを出力する。しかし、位相比較マスク信号Ｓｍがハイレベルである時間は、短時間であることから、ＶＣＯ２４が、フィルタ２３が保持している電圧に応じた周波数のデータ記録用クロック信号ＷＣＬＫを出力しても不具合が発生することはない。

なお、図４のデータ記録用クロック信号発生回路８ａの場合も図９の場合と同様に、位相比較マスク信号Ｓｍがハイレベルになると、位相比較器２１及び位相遷移検知回路３０ａの各出力端はそれぞれローレベルになり、第１チャージポンプ回路２２ａの出力端はハイインピーダンス状態になる。このとき、図９の場合と同様に、マルチプレクサ２８が第１チャージポンプ回路２２ａの出力電圧をフィルタ２３ａに出力するように制御されている場合、ＶＣＯ２４は、フィルタ２３ａが保持している電圧に応じた周波数のデータ記録用クロック信号ＷＣＬＫを出力する。

このように、本第３の実施の形態におけるデータ記録用クロック信号発生回路は、前記第１及び第２の各実施の形態において、ウォブル信号にアドレス情報や同期情報が位相変調によって重畳される位相変調部分では、位相比較器及び位相検出器による位相差の検出を行わないようにしたことから、前記第１及び第２の各実施の形態と同様の効果を得ることができると共に、位相比較器及び位相検出器によるウォブル信号ＷＢＬと第１分周クロック信号Ｓｆｄ１との位相差の誤検出を防止することができ、信頼性の向上を図ることができる。

本発明の第１の実施の形態におけるデータ記録用クロック信号発生回路を使用した光ディスク再生記録装置の構成例を示した図である。 本発明の第１の実施の形態におけるデータ記録用クロック信号発生回路の内部構成例を示したブロック図である。 図２の位相検出器２９の動作例を示したタイミングチャートである。 本発明の第２の実施の形態におけるデータ記録用クロック信号発生回路の内部構成例を示したブロック図である。 図４の第１チャージポンプ回路２２ａの動作例を示した図である。 位相変調部分のウォブル信号の例を示した図である。 本発明の第３の実施の形態におけるデータ記録用クロック信号発生回路を使用した光ディスク再生記録装置の構成例を示した図である。 位相比較マスク信号Ｓｍの例を示した図である。 本発明の第３の実施の形態におけるデータ記録用クロック信号発生回路の内部構成例を示したブロック図である。 従来のデータ記録用クロック信号発生回路の構成例を示したブロック図である。 従来のデータ記録用クロック信号発生回路の他の構成例を示したブロック図である。

符号の説明

１，１ｂ 光ディスク再生記録装置
２ 光ディスク
６ アンプ
８，８ａ，８ｂ データ記録用クロック信号発生回路
９，９ｂ 同期検出回路
２１ 位相比較器
２２，２２ａ 第１チャージポンプ回路
２３，２３ａ フィルタ
２４ ＶＣＯ
２５ 分周器
２６ 周波数比較器
２７，２７ａ 第２チャージポンプ回路
２８ マルチプレクサ
２９，２９ｂ 位相検出器
３０，３０ａ，３０ｂ 位相遷移検知回路
３１ 第１デューティ調整回路
３２ 第２デューティ調整回路

Claims (5)

1. 書き込み可能な光ディスク上のデータ記録用トラックをあらかじめウォブリングさせて記録されたウォブル信号に位相同期させた、該光ディスクにデータの記録を行う際のデータ書き込みタイミングを得るために使用するデータ記録用クロック信号を生成して出力するＰＬＬ回路からなるデータ記録用クロック信号発生回路において、
   前記データ記録用クロック信号を異なる所定の分周比でそれぞれ分周した第１分周クロック信号及び第２分周クロック信号をそれぞれ生成して出力する分周回路部と、
   前記ウォブル信号と前記第１分周クロック信号との位相を比較し、該比較結果を示した位相制御信号を生成して出力する位相比較回路部と、
   前記ウォブル信号と前記第１分周クロック信号との周波数を比較し、該比較結果を示した周波数制御信号を生成して出力する周波数比較回路部と、
   前記ウォブル信号の所定の信号レベルへの変化時に対する前記第１分周クロック信号及び第２分周クロック信号における各信号レベルの組み合わせの遷移から、前記ウォブル信号に対する第１分周クロック信号の位相の状態検出を行い、該検出した位相状態を示した位相状態信号を生成して出力する位相検出回路部と、
   前記位相制御信号、周波数制御信号及び位相状態信号に応じて調整した周波数の前記データ記録用クロック信号を生成して出力するデータ記録用クロック信号生成回路部と、
   を備え、
   前記データ記録用クロック信号生成回路部は、前記ウォブル信号と第１分周クロック信号との周波数差が所定値未満の場合、前記位相制御信号に応じてデータ記録用クロック信号の周波数調整を行うと共に、位相状態信号が前記ウォブル信号よりも前記第１分周クロック信号の位相が進んでいくことを示している場合、前記データ記録用クロック信号の周波数を低くする度合いを高めて、前記周波数調整を行う速度を前記位相状態信号に応じて変えることを特徴とするデータ記録用クロック信号発生回路。
2. 前記データ記録用クロック信号生成回路部は、位相状態信号が前記ウォブル信号よりも前記第１分周クロック信号の位相が遅れていくことを示している場合、前記データ記録用クロック信号の周波数を高くする度合いを高めることを特徴とする請求項１記載のデータ記録用クロック信号発生回路。
3. 前記データ記録用クロック信号生成回路部は、前記ウォブル信号と第１分周クロック信号との周波数差が前記所定値以上の場合、前記周波数制御信号に応じてデータ記録用クロック信号の周波数調整を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のデータ記録用クロック信号発生回路。
4. 前記光ディスクのデータ記録用トラックは、所定の周波数成分を有し所定のタイミングでアドレス情報と同期信号とが位相変調によって重畳されたウォブル信号でウォブリングされ、該アドレス情報と同期信号が位相変調によって前記ウォブル信号に重畳されている期間、前記位相比較回路部は、前記位相制御信号の出力を停止すると共に、前記位相検出回路部は、前記位相状態信号の出力を停止することを特徴とする請求項１、２又は３記載のデータ記録用クロック信号発生回路。
5. 前記位相比較回路部及び位相検出回路部は、アドレス情報と同期信号が位相変調によって前記ウォブル信号に重畳されている期間、外部から所定の信号が入力され、該所定の信号が入力されている間、前記位相比較回路部は、前記位相制御信号の出力を停止すると共に、前記位相検出回路部は、前記位相状態信号の出力を停止することを特徴とする請求項４記載のデータ記録用クロック信号発生回路。

Images