JP4572742B2 - 周波数制御装置および情報再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば光ディスク装置等のＲＦ信号処理系に適用される周波数制御装置およびそれを備えた情報再生装置に関するものである。

周波数検出装置は、光ディスクやHDD等の位相同期回路（PLL：Phase Locked Loop）のクロック発振周波数制御やスピンドルの回転制御等に用いられる。

ＰＬＬのクロック発振周波数の制御としては、たとえば次の２つの方式が知られている。
第１は、再生信号をＰＬＬが生成する再生クロックでサンプリングし、そのサンプリングしたマーク長／スペース長（以降、Ｔ長と記述する）の最長パターンからフォーマットで規定されている最長のT長に対する差分を算出することでPLLクロックの周波数ずれを認識する周波数検出装置を用い、周波数制御量をPLLへフィードバックする方式である。

第２は、フレームシンクパターンを検出し、その検出したフレームシンクパターン間の間隔からフォーマットで規定されているフレームシンクパターン間の間隔に対する差分を算出することでＰＬＬクロックの周波数ずれを認識する周波数検出装置を用い、周波数制御量をＰＬＬへフィードバックする方式である（たとえば特許文献１参照）。
特開平１１−１４９７０４号公報

前述のどちらの方式もT長を認識する必要がある。一般にT長の判別には再生信号のゼロクロスをT長の区切りとして認識する方法が用いられる。
しかしながら、記録密度の高まりによる符号間干渉によりTの変化点において再生信号がゼロクロスしない状況があり、この場合T長の区切りを認識できないため前述の周波数検出装置を使用することができない。

本発明は、再生信号がゼロクロスしない場合であっても、フレームシンクパターンを検出することができ、的確に周波数情報を生成することが可能な周波数検出装置およびそれを備えた情報再生装置を提供することにある。

本発明の第１の観点の周波数制御装置は、制御信号に応じた周波数のクロックを出力する発振回路と、所定のパターンを有するアナログ入力信号を上記クロックに基づいてサンプリングしてデジタル信号に変換するコンバータと、上記デジタル信号の変化傾向からシンクパターン候補を検出し、検出したシンクパターン候補に基づいて再生クロックを制御するための周波数情報を生成し、生成した周波数情報を上記制御信号として上記発振回路に出力する周波数検出装置と、を有し、上記周波数検出装置は、入力デジタル信号からピーク値とボトム値を検出するピーク／ボトム値検出部と、検出したピーク値およびボトム値に対して、ピーク値およびボトム値を挟んだ所定期間を計測することにより、入力されるデジタル信号が、反転間隔が一定以上長いフレームシンクパターンであるか否かを検出するためのピーク値側スレッショルドおよびボトム値側スレッショルドをそれぞれ生成するスレッショルド値生成部と、上記ピーク値およびボトム値のピーク値側スレッショルドおよびボトム値側スレッショルドと入力デジタル信号を比較し、反転間隔が長いパターンを検出した後、引き続いてピーク/ボトムが逆側の反転間隔が長いパターンが続くかを判別し、連続して反転間隔が長いパターンが続いた場合をフレームシンクパターン候補として認識する比較判定部と、上記フレームシンクパターン候補の認識において、フレームシンクパターン候補の判別中のクロック数をカウントし、フレームシンクパターン候補の長さとして計測する計測部と、を含み、上記比較判定部は、最初の反転間隔の長いパターンの検出から次の逆側の反転間隔の長いパターンを検出するまでの期間に制限監視部分を設け、最初の長いパターンの検出終了から上記制限監視部分以内に逆側の長いパターンの検出開始を始めることができた場合フレームシンクパターン候補の検出ができたとみなし、制限監視部分以内に逆側の長いパターンの検出を開始できなかった場合はフレームシンクパターン候補ではなかったとみなす。

本発明の第２の観点は、記録媒体から再生した正弦波状の信号をクロックに基づいてサンプリングしてデジタル信号に変換する情報再生装置であって、制御信号に応じた周波数の上記クロックを出力する発振回路と、上記デジタル信号の変化傾向からシンクパターン候補を検出し、検出したシンクパターン候補に基づいて再生クロックを制御するための周波数情報を生成し、上記制御信号として上記発振回路に出力する周波数検出装置と、を有し、上記周波数検出装置は、入力デジタル信号からピーク値とボトム値を検出するピーク／ボトム値検出部と、検出したピーク値およびボトム値に対して、ピーク値およびボトム値を挟んだ所定期間を計測することにより、入力されるデジタル信号が、反転間隔が一定以上長いフレームシンクパターンであるか否かを検出するためのピーク値側スレッショルドおよびボトム値側スレッショルドをそれぞれ生成するスレッショルド値生成部と、上記ピーク値およびボトム値のピーク値側スレッショルドおよびボトム値側スレッショルドと入力デジタル信号を比較し、反転間隔が長いパターンを検出した後、引き続いてピーク/ボトムが逆側の反転間隔が長いパターンが続くかを判別し、連続して反転間隔が長いパターンが続いた場合をフレームシンクパターン候補として認識する比較判定部と、上記フレームシンクパターン候補の認識において、フレームシンクパターン候補の判別中のクロック数をカウントし、フレームシンクパターン候補の長さとして計測する計測部と、を含み、上記比較判定部は、最初の反転間隔の長いパターンの検出から次の逆側の反転間隔の長いパターンを検出するまでの期間に制限監視部分を設け、最初の長いパターンの検出終了から上記制限監視部分以内に逆側の長いパターンの検出開始を始めることができた場合フレームシンクパターン候補の検出ができたとみなし、制限監視部分以内に逆側の長いパターンの検出を開始できなかった場合はフレームシンクパターン候補ではなかったとみなす。

好適には、上記比較判定部は、上記比較判定部は、上記ピーク値およびボトム値に対するピーク値側スレッショルドおよびボトム値側スレッショルドと入力デジタル信号を比較し、入力デジタル信号がピーク値側スレッショルドを上回るもしくは上回らないか、ボトム値側スレッショルドを下回るもしくは下回らないかを判別する判別部と、上記判別部の判別結果から、ピーク値側スレッショルドを上回るもしくはボトム値側スレッショルドを下回る入力デジタル信号が続いていることを判別し、反転間隔が長いパターンが続いていると認識する認識部と、上記反転間隔が長いパターンを検出した後、引き続いてピーク/ボトムが逆側の反転間隔が長いパターンが続くかを判別し、２度連続して反転間隔が長いパターンが続いた場合をフレームシンクパターン候補として認識するパターン認識部と、を含む。

好適には、上記ピーク／ボトム値検出部は、検出したピーク値およびボトム値を一定時間保持する保持部と、上記クロックの一定カウント毎に、上記保持部に保持されているピーク値およびボトム値を更新する更新部と、を含む。

本発明によれば、たとえばアナログ入力信号がクロックに基づいてサンプリングされてデジタル信号に変換され、周波数検出装置に入力される。
周波数検出装置においては、入力デジタル信号の変化傾向からシンクパターン候補が検出され、検出したシンクパターン候補に基づいて再生クロックを制御するための周波数情報が生成され、制御信号として発振回路に出力される。
そして、発振回路において、制御信号に応じた周波数をもって所定周波数のクロックが生成されてコンバータに供給される。

本発明によれば、入力デジタル信号値の変化傾向からフレームシンクパターンを検出することから、入力デジタル値が短いTにおいてゼロクロスしない場合であっても、フレームシンクパターン候補を検出でき、再生クロックの周波数ずれがフレームシンクパターンの再生クロックカウント値として検出できる。このため、PLLクロックの周波数検出が可能であり、PLLの周波数制御やスピンドル制御に適用できる。

以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。

図１は、本実施形態に係る周波数検出装置を備えた光ディスク装置のＲＦ信号処理系の構成例を示すブロック図である。
本実施形態に係るＲＦ信号処理系は、たとえばブルーレイディスク（Blu-ray Disc） データフォーマットで規定されている9T+9Tのフレームシンクパターンを最長Tかつフレームシンクパターンとして検出する回路として構成される。

本実施形態のＲＦ信号処理系１０は、図１に示すように、記録媒体としての光ディスク１１、スピンドルモータドライバ１２、光ヘッド１３、ＲＦ再生回路１４、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）１５、ＰＲＭＬ復号器１６、データデコーダ１７、バッファマネージャ１８、ホスト装置１９、電圧制御発振器（ＶＣＯ）２０、サーボ回路２１、および周波数検出装置２２を有している。
そして、電圧制御発振器（ＶＣＯ）２０、サーボ回路２１、および周波数検出装置２２によりＰＬＬ系３０が構成される。

ドライバ１２は、サーボ回路２１によるスピンドルドライブ信号ＳＰＤを受けて、スピンドルモータの起動、停止、加速、減速などの処理動作を実行する。

光ヘッド１３は、レーザ光源となるレーザダイオードや、光ディスク１１からの反射光を検出するためのフォトディテクタ、レーザ光の出力端となる対物レンズ、レーザ光を対物レンズを介してディスク記録面に照射し、またその反射光をフォトディテクタに導く光学系を有する。

ＲＦ信号再生回路１４は、光ヘッド１３から出力された再生信号を、たとえばプリアンプで増幅し、ＡＧＣ回路で振幅調整し、アナログイコライザにより等化し、高域ノイズを除去し、アナログのＲＦ信号をＡＤＣ１５に出力する。

ＡＤＣ１５は、ＲＦ信号再生回路１４によるアナログＲＦ信号をデジタル信号ＡＤに変換して、復号器１６および周波数検出装置２２に出力する。
このように、ＡＤＣ１５によるデジタル信号ＡＤはＰＬＬ系の周波数検出装置２２に入力され、ＰＬＬ系においてＶＣＯ２０の発振周波数を制御してＡＤＣ１５のサンプリング位相を一致させるように制御される。
また、ＡＤＣ１５によるデジタル信号ＡＤは、ＶＣＯ２０による再生クロックＣＬＫに同期して復号器１６で所定の復号処理を受けて２値データとしてデータデコーダ１７に入力される。２値データは、データデコーダ１７においてデコードされ、エラー訂正されたのち、バッファマネージャ１８を介してホスト装置１９に転送される。

ＶＣＯ２０は、周波数検出装置２２による制御信号Ｓ２２に基づいて、発振周波数が制御され、周波数制御された再生クロックＣＬＫを、ＡＤＣ１５、復号器１６、および周波数検出装置２２に出力する。

サーボ回路２１は、周波数検出装置２２による制御信号に基づいてスピンドルドライブ信号ＳＰＤを生成し、スピンドルモータドライバ１２に出力する。

周波数検出装置２２は、ＡＤＣ１５による信号ＡＤを受けて、入力ＡＤデータの変化傾向からシンクパターン候補を検出し、検出したシンクパターン候補に基づいて再生クロックを制御するための周波数情報を生成し、生成した周波数情報を制御信号Ｓ２２としてＶＣＯ２０およびサーボ回路２１に出力する。
この周波数検出装置２２は、データ変化点がゼロクロスしない状況下であっても正しく周波数情報を生成可能である。

図２は、本実施形態に係る周波数検出装置２２の具体的な構成例を示すブロック図である。また、図３は、本実施形態に係るシンクパターン候補検出部の構成例を示すブロック図である。

周波数検出装置２２は、図２に示すように、ＡＤピーク／ボトム値検出部２２１、スレッショルド値生成部２２２、ＡＤ値比較判定部２２３、シンクパターンカウンタ２２４、ピーク値検出部２２５、ボトム値検出部２２６、フレームシンク間隔検出部２２７、および周波数ずれ検出部２２８を有する。
これらＡＤピーク／ボトム値検出部２２１、スレッショルド値生成部２２２、ＡＤ値比較判定部２２３、およびシンクパターンカウンタ２２４によりシンクパターン候補検出部２２Ａが形成され、ピーク値検出部２２５、ボトム値検出部２２６、フレームシンク間隔検出部２２７、および周波数ずれ検出部２２８により周波数情報生成部２２Ｂが形成される。
そして、シンクパターン候補検出部２２Ａおよび周波数情報生成部２２Ａを含む周波数検出装置２２、ＡＤＣ１５、およびＶＣＯ２０によりＰＬＬ系３０が構成される。

ＡＤピーク／ボトム値検出部２２１は、ＡＤＣ１５によるＡＤ値のピーク値およびボトム値を検出する。
ＡＤピーク／ボトム値検出部２２１は、入力されるAD値は前段の構成により値範囲が可変のため、自動追従するようピーク／ボトム値検出を行う。
また、ＡＤピーク／ボトム値検出部２２１は、再生中においてもデータの記録状態によりAD値範囲は変化するため、再生クロックの一定カウント毎にピーク/ボトム値を更新する。

このような機能を有するＡＤピーク／ボトム値検出部２２１は、たとえば図３に示すように、ピーク値比較部２２１１，２２１２、ピーク値保持部２２１３、更新用ピーク値保持部２２１４、ボトム値比較部２２１５，２２１６、ボトム値保持部２２１７、更新用ボトム値保持部２２１８、更新用カウンタ２２１９、および入力ＡＤ値遅延部２２２０を有する。

ピーク値比較部２２１１は、入力されたＡＤＣ１５によるＡＤ値とピーク値保持部２２１３に一定カウント毎に保持されるＡＤ値とのピーク値を比較し、大きい方のＡＤ値をピーク値保持部２２１３に出力する。

ピーク値比較部２２１２は、入力されたＡＤＣ１５によるＡＤ値と更新用ピーク値保持部２２１４に保持されるＡＤ値とのピーク値を比較し、大きい方のＡＤ値を更新用ピーク値保持部２２１４に出力する。

ピーク値保持部２２１３は、更新値のロード時以外は、ピーク値比較部２２１１によるピーク値を一定時間保持し、カウンタ２２１９によるカウント信号Ｃ２２１９を受けると、更新用ピーク値保持部２２１４に保持されているピーク値をロードして保持するピーク値を更新する。

更新用ピーク値保持部２２１４は、ピーク値比較部２２１２によるピーク値を保持し、カウンタ２２１９によるカウント信号Ｃ２２１９を受けると、保持しているピーク値がピーク値保持部２２１３にロードされ、保持していたピーク値はリセットされる。

ボトム値比較部２２１５は、入力されたＡＤＣ１５によるＡＤ値とボトム値保持部２２１７に一定カウント毎に保持されるＡＤ値とのボトム値を比較し、小さい方（負数側に大きい方）のＡＤ値をボトム値保持部２２１４に出力する。

ボトム値比較部２２１６は、入力されたＡＤＣ１５によるＡＤ値と更新用ボトム値保持部２２１８に保持されるＡＤ値とのボトム値を比較し、小さい方（負数側に大きい方）のＡＤ値を更新用ボトム値保持部２２１８に出力する。

ボトム値保持部２２１７は、更新値のロード時以外は、ボトム値比較部２２１５によるボトム値を一定時間保持し、カウンタ２２１９によるカウント信号Ｃ２２１９を受けると、更新用ボトム値保持部２２１８に保持されているボトム値をロードして保持するボトム値を更新する。

更新用ボトム値保持部２２１８は、ボトム値比較部２２１６によるボトム値を保持し、カウンタ２２１９によるカウント信号Ｃ２２１９を受けると、保持しているボトム値がボトム値保持部２２１７にロードされ、保持していたボトム値はリセットされる。

カウンタ２２１９は、ＶＣＯ２０による再生クロックＣＬＫを所定数、たとえば５１２カウントし、５１２をカウントすると、カウント信号Ｃ２２１９をピーク値保持部２２１３、更新用ピーク値保持部２２１４、ボトム値保持部２２１７、および更新用ボトム値保持部２２１８に出力する。

本実施形態におけるＡＤピーク／ボトム値検出部２２１は、図４に示すように、再生中においてもデータの記録状態によりAD値範囲は変化するため、ピーク値保持部２２１３に保持するピーク値を、カウンタ２２１９のカウント信号Ｃ２２１９により再生クロックＣＬＫの一定カウント毎に更新する。
同様に、ＡＤピーク／ボトム値検出部２２１は、再生中においてもデータの記録状態によりAD値範囲は変化するため、ボトム値保持部２２１７に保持するボトム値を、カウンタ２２１９のカウント信号Ｃ２２１９により再生クロックＣＬＫの一定カウント毎に更新する。

スレッショルド値生成部２２２は、ＡＤピーク／ボトム値検出部２２１のピーク値保持部２２１３およびボトム値保持部２２１４に保持されているピーク値およびボトム値に対して所定のヒステリシスを設定する設定部として機能する。
具体的には、スレッショルド値生成部２２２は、ADピーク/ボトム値検出部２２１にて生成されたピーク値およびボトム値から、スレッショルド値を生成する。
スレッショルド値生成部２２２が生成するスレッショルド値は、入力されるAD値が反転間隔が長いパターン（長いT）のデータかどうかを判定する基準となる。

本実施形態のスレッショルド値生成部２２２は、図３に示すように、第１ピーク値スレッショルド生成部２２２１、第２ピーク値スレッショルド生成部２２２２、第１ボトム値スレッショルド生成部２２２３、および第２ボトム値スレッショルド生成部２２２４を有する。

図５は、本実施形態のスレッショルド値生成部２２２が生成するスレッショルド値の関係を示す図である。
本実施形態のスレッショルド値生成部２２２は、ピーク値側で長いTの開始基準用の第１スレッショルドＰＴＨ１と長いTの終了基準用の第２スレッショルドＰＴＨ２の２つを生成し、ボトム値側も同様、ボトム値側で長いTの開始基準用の第１スレッショルドＢＴＨ１と長いTの終了基準用の第２スレッショルドＢＴＨ２の２つを生成する。

ＡＤ値比較判定部２２３は、スレッショルド値生成部２２２において生成されたピーク値およびボトム値のヒステリシス値と入力デジタル信号ＡＤ値を比較し、入力ＡＤ値がピーク値のヒステリシス値を上回るもしくは上回らない、ボトム値のヒステリシス値を下回るもしくは下回らないと判別する判別部としての機能と、判別結果から、ピーク値のヒステリシス値を上回るもしくはボトム値のヒステリシス値を下回る入力ＡＤ値が続いていることを判別し、反転間隔が長いパターン（長いT）が続いていると認識する認識部としての機能と、反転間隔が長いパターンを（長いT）を検出した後、引き続いてピーク/ボトムが逆側の反転間隔が長いパターン（長いT）が続くかを判別し、2度連続して反転間隔が長いパターンが続いた場合をフレームシンクパターン候補として認識するパターン認識部としての機能を有する。

ＡＤ値比較判定部２２３は、スレッショルド値生成部２２２において生成された第１および第２ピーク値スレッショルドＰＴＨ１、ＰＴＨ２、並びに、第１および第２ボトム値スレッショルドＢＴＨ１，ＢＴＨ２と、入力AD値をスレッショルド生成部２２２の処理にあわせて入力ＡＤ値遅延部２２０にて遅延させたＡＤ値と比較し、反転間隔の長いパターン（長いT）を構成するAD値を判定する。
この長いTの判定は、ピーク側・ボトム側と連続するパターンと、ボトム側・ピーク側と連続する場合の2通りを独立に判定する。この判定は、Blu-ray Disc データフォーマットのフレームシンクパターン候補の9T+9Tの判別を意味する。

本実施形態のＡＤ値比較判定部２２３は、図３に示すように、ＡＤ値／スレッショルド比較部２２３１と、ピーク側開始の状態判別を行うピーク側状態判別部２２３２と、ボトム側開始の状態判別を行うボトム側状態判別部２２３３とを有する。

フレームシンクパターン候補の判別は、最初の長いT(ピーク側もしくはボトム側)を検出した後、次に逆側の長いTを検出することで判別する。
本実施形態においては、最初の長いTの検出から次の逆側の長いTを検出するまでの時間(クロックカウント数)に制限監視部分ＬＭＴを設ける。
そして、ＡＤ値比較判定部２２３は、最初の長いTの検出終了からこの制限監視部分ＬＭＴ以内に逆側の長いTの検出開始を始めることができた場合フレームシンクパターン候補の検出ができたとみなし、制限監視部分ＬＭＴ以内に逆側の長いTの検出を開始できなかった場合はフレームシンクパターン候補ではなかったとみなし検出状態をリセットする。

このように、最初の長いTの検出終了から次の逆側の長いTを検出開始するまでの時間に制限監視部分ＬＭＴを設けることで、最初の長いTの次にゼロクロスしないような短いT(例えば2T)が続いて、最初の長いTと逆側の長いTが続くようなパターンの場合をフレームシンクパターンと誤認識しない。

設定する制限監視部分ＬＭＴは、最初の長いTの検出のクロック数 / 2 を制限とする。Blu-ray Disc データフォーマットの場合、最長のT長は9T、最短のT長は2T、フレームシンクパターンは9T+9Tであり、9T+9Tの間に別のパターンが入りフレームシンクパターンを誤認識させる状況としては、9T+2T+2T+9Tの場合が最短と考えられ、9T と 2T+2T の比から上記制限としている。

図６は、本実施形態に係るＡＤ値比較判定部２２３においてフレームシンクパターン候補を検出する例を示す図である。
また、図７は、本実施形態に係るＡＤ値比較判定部２２３においてフレームシンクパターン候補ではないとして検出を中断する例を示す図である。

図６の例においては、第１ピーク値スレッショルドＰＴＨ１を基準としてピーク側のＴのカウントを開始し、第２ピーク値スレッショルドＰＴＨ２においてカウントを停止する。この例では、フレームシンクパターンのカウント値は「７」である。
次に、最初の長いＴから次の長いＴまでの制限監視部分ＬＭＴのフレームシンクパターンがカウントされるが、図６の例では、その値は「３」であり、制限監視部分の判定は、７／２＝３．５＞３であることから、フレームシンクパターンの計測は継続される。
そして、次の長いＴ、すなわちボトム側において、第１ボトム値スレッショルドＢＴＨ１を基準としてボトム側のＴのカウントを開始し、第２ボトム値スレッショルドＢＴＨ２においてカウントを停止する。この例では、フレームシンクパターンのカウント値は「６」である。
図６においては、反転間隔が長いパターン（長いT）を検出した後、引き続いて逆側の反転間隔が長いパターン（長いT）を判別し、2度連続して反転間隔が長いパターンが続いていることから、フレームシンクパターン候補として認識する。

図７の例においては、第１ピーク値スレッショルドＰＴＨ１を基準としてピーク側のＴのカウントを開始し、第２ピーク値スレッショルドＰＴＨ２においてカウントを停止する。この例では、フレームシンクパターンのカウント値は「３」である。
次に、最初の長いＴから次の長いＴまでの制限監視部分ＬＭＴのフレームシンクパターンがカウントされるが、図７の例では、その値は「７」であり、制限監視部分の判定は、３／２＝１．５＜７であることから、フレームシンクパターンの計測は中断される。
このようにＡＤデータの遷移状態を見ることで９Ｔ＋９Ｔパターンでないことが認識される。
図７においては、制限監視部分ＬＭＴにおけるＡＤデータの遷移状態を見ることで９Ｔ＋９Ｔパターンでないことが認識され、フレームシンクパターン候補ではないとして検出を中断する。

シンクパターンカウント部２２４は、フレームシンクパターン候補の認識において、フレームシンクパターン候補の判別中のクロック数をカウントし、フレームシンクパターン候補の長さとして計測する計測部として機能する。

シンクパターンカウント部２２４は、図３に示すように、ピーク側シンクパターンカウンタ２２４１、およびボトム側シンクパターンカウント部２２４２を有している。

ピーク側シンクパターンカウンタ２２４１は、ＡＤ値比較判定部２２３のピーク側状態判別部２２３２にての長いTの検出開始指示によりリセット、フレームシンクパターン検出終了指示によりカウントを完了する、9T+9Tのフレームシンクパターンのカウンタとして機能する。

ボトム側シンクパターンカウンタ２２４２は、ＡＤ値比較判定部２２３のピーク側状態判別部２２３３にての長いTの検出開始指示によりリセット、フレームシンクパターン検出終了指示によりカウントを完了する、9T+9Tのフレームシンクパターンのカウンタとして機能する。

また、シンクパターンカウンタ２２４１，２２４２は、ＡＤ値比較判定部２２３での最初の長いTの検出終了から次の逆側の長いTを検出するまでの制限の確認に使用する。

ピーク値検出部２２５は、シンクパターンカウンタ２２４の出力信号であるT長のカウント結果に対し最長T検出のためピーク値検出を行う。

ボトム値検出部２２６は、ディフェクト信号の除去のため複数のピーク検出結果からボトム値検出を行う。

フレームシンク間隔検出部２２７は、シンクパターンカウンタ２２４の出力信号であるＴ長のカウント結果に基づいてフレームシンクパターンを検出しフレームシンクパターンの間隔検出を行い、検出結果を周波数ずれ検出部２２８に出力する。

周波数ずれ検出部２２８は、ボトム値検出部２２６によるボトム値検出結果と最長T基準値との差分を算出、もしくはフレームシンク間隔検出部２２７によるフレームシンクパターン間隔検出結果とフレームシンクパターン間隔基準値との差分を算出し、この差分からＶＣＯ２０の再生クロック周波数を制御する制御信号Ｓ２２を生成して、ＶＣＯ２０およびサーボ回路２１に出力する。

次に、上記構成による動作を説明する。

光ヘッド１３から出力された再生信号は、ＲＦ信号再生回路１４においてたとえばプリアンプで増幅され、振幅調整され、アナログイコライザにより等化され、高域ノイズを除去された後、アナログのＲＦ信号としてＡＤＣ１５に出力される。
ＡＤＣ１５においては、ＲＦ信号再生回路１４によるアナログＲＦ信号がデジタル信号ＡＤに変換され、復号器１６および周波数検出装置２２に出力される。
ＡＤＣ１５によるデジタル信号ＡＤは、ＶＣＯ２０による再生クロックＣＬＫに同期して復号器１６で所定の復号処理を受けて２値データとしてデータデコーダ１７に入力される。２値データは、データデコーダ１７においてデコードされ、エラー訂正されたのち、バッファマネージャ１８を介してホスト装置１９に転送される。

周波数検出装置２２においては、まず、ＡＤピーク／ボトム値検出部２２１で入力されるAD値のピーク値およびボトム値が検出される。このＡＤピーク／ボトム値検出部２２１においては、再生中においても光ディスク１１におけるデータの記録状態によりＡＤ値範囲は変化するため、再生クロックの一定カウント毎にピーク値およびボトム値が更新される。ＡＤピーク／ボトム値検出部２２１で検出されたピーク値およびボトム値はスレッショルド値生成部２２２に供給される。

スレッショルド値生成部２２２においては、ＡＤピーク／ボトム値検出部２２１にて生成されたピーク値およびボトム値から、入力されるAD値が長いTのデータかどうかを判定する基準となるスレッショルド値が生成される。
スレッショルド値生成部２２２において生成されるスレッショルド値は、ピーク値側で長いTの開始基準用スレッショルド/長いTの終了基準用スレッショルドＰＴＨ１、ＰＴＨ２の2つ、ボトム値側も同様にＢＴＨ１、ＢＴＨ２の2つの計4値が生成され、ＡＤ値比較判定部２２３に出力される。

ＡＤ値比較判定部２２３においては、スレッショルド値生成部２２２からのスレッショルド値と、入力AD値をスレッショルド値生成部２２２の処理にあわせて遅延させたＡＤ値とが比較され、長いTを構成するAD値が判定される。この長いTの判定は、ピーク側・ボトム側と連続するパターンと、ボトム側・ピーク側と連続する場合の2通りが独立に判定される。
ＡＤ比較判定部２２３においては、フレームシンクパターン候補の判別は、最初の長いT(ピーク側もしくはボトム側)を検出した後、次に逆側の長いTを検出することで判別するが、最初の長いTの検出から次の逆側の長いTを検出するまでの時間(クロックカウント数)に制限が設けられており、最初の長いTの検出終了からこの制限以内に逆側の長いTの検出開始を始めることができ場合にはフレームシンクパターン候補の検出ができたとみなし、制限以内に逆側の長いTの検出を開始できなかった場合にはフレームシンクパターン候補ではなかったとみなし検出状態がリセットされる。

次に、シンクパターンカウンタ２２４においては、ＡＤ値比較判定部２２３にての長いTの検出開始指示によりリセットされ、9T+9Tのフレームシンクパターンがカウントされ、フレームシンクパターン検出終了指示によりカウントを完了する。
シンクパターンカウンタ２２４の結果は、ピーク値検出部２２５およびフレームシンク間隔検出部２２７に供給される。

ピーク値検出部２２５において、シンクパターンカウンタ２２４の出力信号であるT長のカウント結果に対し最長T検出のためピーク値検出が行われ、ボトム値検出部２２６において、ディフェクト信号の除去のため複数のピーク検出結果からボトム値検出が行われる。
また、フレームシンク間隔検出部２２７においては、シンクパターンカウンタ２２４の出力信号であるＴ長のカウント結果に基づいてフレームシンクパターンが検出され、フレームシンクパターンの間隔検出が行われる。
そして、周波数ずれ検出部２２８において、ボトム値検出部２２６によるボトム値検出結果と最長T基準値との差分が算出され、もしくはフレームシンク間隔検出部２２７によるフレームシンクパターン間隔検出結果とフレームシンクパターン間隔基準値との差分が算出され、この差分からＶＣＯ２０の再生クロック周波数を制御する制御信号Ｓ２２が生成されてＶＣＯ２０およびサーボ回路２１に出力される。

ＶＣＯ２０においては、周波数検出装置２２による制御信号Ｓ２２に基づいて、発振周波数が制御され、周波数制御された再生クロックＣＬＫが、ＡＤＣ１５、復号器１６、および周波数検出装置２２に出力される。
また、サーボ回路２１においては、周波数検出装置２２による制御信号Ｓ２２に基づいてスピンドルドライブ信号ＳＰＤが生成され、スピンドルモータドライバ１２に出力される。

以上説明したように、本実施形態によれば、周波数検出装置２２が、入力デジタル信号ＡＤからピーク値とボトム値を検出し、検出したピーク値およびボトム値を一定時間保持し、ピーク値およびボトム値を一定時間保持している期間に、検出した入力デジタル信号ＡＤからのピーク値およびボトム値を検出する更新するＡＤピーク／ボトム値検出部２２１と、検出したピーク値およびボトム値に対して所定のスレッショルド値(ヒステリシス値)を生成するスレッショルド値生成部２２２と、ピーク値およびボトム値のヒステリシス値と入力デジタル信号を比較し、入力デジタル信号がピーク値のヒステリシス値を上回るもしくは上回らない、ボトム値のヒステリシス値を下回るもしくは下回らないと判別し、判別結果から、ピーク値のヒステリシス値を上回るもしくはボトム値のヒステリシス値を下回る入力デジタル信号が続いていることを判別し、反転間隔が長いパターン（長いT）が続いていると認識し、反転間隔が長いパターン（長いT）を検出した後、引き続いてピーク/ボトムが逆側の反転間隔が長いパターン（長いT）が続くかを判別し、2度連続して反転間隔が長いパターンが続いた場合をフレームシンクパターン候補として認識するＡＤ値比較判定部２２３と、フレームシンクパターン候補の認識において、フレームシンクパターン候補の判別中のクロック数をカウントし、フレームシンクパターン候補の長さとして計測するシンクパターンカウント部２２４と、を有することから以下の効果を得ることができる。

このように、本実施形態においては、入力AD値の変化傾向からフレームシンクパターンを検出することから、入力AD値が短いTにおいてゼロクロスしない場合であっても、フレームシンクパターン候補を検出でき、再生クロックの周波数ずれがフレームシンクパターンの再生クロックカウント値として検出できるため、PLLクロックの周波数検出が可能であり、PLLの周波数制御やスピンドル制御に適用できる。

また、本実施形態においては、Blu-ray Disc の9T+9Tのフレームシンクパターンの検出系を例として説明したが、本実施形態のフレームパターン検出系はＣＤの11T＋11Tの検出系としても適用可能である。

本実施形態に係る周波数検出装置を備えた光ディスク装置のＲＦ信号処理系の構成例を示すブロック図である。 本実施形態に係る周波数検出装置の具体的な構成例を示すブロック図である。 本実施形態に係るシンクパターン候補検出部の構成例を示すブロック図である。 本実施形態に係るＡＤ値ピーク／ボトム検出部におけるＡＤピーク値検出動作例を示す図である。 本実施形態のスレッショルド値生成部が生成するスレッショルド値の関係を示す図である。 本実施形態に係るＡＤ値比較判定部においてフレームシンクパターン候補を検出する例を示す図である。 本実施形態に係るＡＤ値比較判定部においてフレームシンクパターン候補ではないとして検出を中断する例を示す図である。

符号の説明

１０・・・ＲＦ信号処理系、１１・・・光ディスク、１２・・・スピンドルモータドライバ、１３・・・光ヘッド、１４・・・ＲＦ信号再生回路、１５・・・アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）、１６・・・復号器、１７・・・データデコーダ、１９・・・バッファマネージャ、１９・・・ホスト装置、２０・・・電圧制御発振器、２１・・・サーボ回路、２２・・・周波数検出装置、２２Ａ・・・シンクパターン候補検出部、２２Ｂ・・・周波数情報生成部、２２１・・・ＡＤピーク／ボトム値検出部、２２２・・・スレッショルド値生成部、２２３・・・ＡＤ値比較判定部、２２４・・・シンクパターンカウンタ、２２５・・・ピーク値検出部、２２６・・・ボトム値検出部、２２７・・・フレームシンク間隔検出部、２２８・・・周波数ずれ検出部。

Claims (10)

1. 制御信号に応じた周波数のクロックを出力する発振回路と、
   所定のパターンを有するアナログ入力信号を上記クロックに基づいてサンプリングしてデジタル信号に変換するコンバータと、
   上記デジタル信号の変化傾向からシンクパターン候補を検出し、検出したシンクパターン候補に基づいて再生クロックを制御するための周波数情報を生成し、生成した周波数情報を上記制御信号として上記発振回路に出力する周波数検出装置と、を有し、
   上記周波数検出装置は、
   入力デジタル信号からピーク値とボトム値を検出するピーク／ボトム値検出部と、
   検出したピーク値およびボトム値に対して、ピーク値およびボトム値を挟んだ所定期間を計測することにより、入力されるデジタル信号が、反転間隔が一定以上長いフレームシンクパターンであるか否かを検出するためのピーク値側スレッショルドおよびボトム値側スレッショルドをそれぞれ生成するスレッショルド値生成部と、
   上記ピーク値およびボトム値のピーク値側スレッショルドおよびボトム値側スレッショルドと入力デジタル信号を比較し、反転間隔が長いパターンを検出した後、引き続いてピーク/ボトムが逆側の反転間隔が長いパターンが続くかを判別し、連続して反転間隔が長いパターンが続いた場合をフレームシンクパターン候補として認識する比較判定部と、
   上記フレームシンクパターン候補の認識において、フレームシンクパターン候補の判別中のクロック数をカウントし、フレームシンクパターン候補の長さとして計測する計測部と、を含み、
   上記比較判定部は、
   最初の反転間隔の長いパターンの検出から次の逆側の反転間隔の長いパターンを検出するまでの期間に制限監視部分を設け、最初の長いパターンの検出終了から上記制限監視部分以内に逆側の長いパターンの検出開始を始めることができた場合フレームシンクパターン候補の検出ができたとみなし、制限監視部分以内に逆側の長いパターンの検出を開始できなかった場合はフレームシンクパターン候補ではなかったとみなす
   周波数制御装置。
2. 上記制限監視部分は、
   上記最初の反転間隔の長いパターンの検出に要した上記クロック数に一定の比率を掛けた値を制限として設定される
   請求項１記載の周波数制御装置。
3. 上記比較判定部は、
   上記ピーク値およびボトム値に対するピーク値側スレッショルドおよびボトム値側スレッショルドと入力デジタル信号を比較し、入力デジタル信号がピーク値側スレッショルドを上回るもしくは上回らないか、ボトム値側スレッショルドを下回るもしくは下回らないかを判別する判別部と、
   上記判別部の判別結果から、ピーク値側スレッショルドを上回るもしくはボトム値側スレッショルドを下回る入力デジタル信号が続いていることを判別し、反転間隔が長いパターンが続いていると認識する認識部と、
   上記反転間隔が長いパターンを検出した後、引き続いてピーク/ボトムが逆側の反転間隔が長いパターンが続くかを判別し、２度連続して反転間隔が長いパターンが続いた場合をフレームシンクパターン候補として認識するパターン認識部と、を含む
   請求項１または２記載の周波数制御装置。
4. 上記スレッショルド値生成部は、
   ピーク値側スレッショルドとして、計測開始基準用の第１ピーク値側スレッショルドと計測終了基準用の第２ピーク値側スレッショルドの２つを生成し、
   ボトム値側スレッショルドとして、計測開始基準用の第１ボトム値側スレッショルドと計測終了基準用の第２ボトム値側スレッショルドの２つを生成する。
   請求項１から３のいずれか一に記載の周波数制御装置。
5. 上記ピーク／ボトム値検出部は、
   検出したピーク値およびボトム値を一定時間保持する保持部と、
   上記クロックの一定カウント毎に、上記保持部に保持されているピーク値およびボトム値を更新する更新部と、を含む
   請求項１から４のいずれか一に記載の周波数制御装置。
6. 記録媒体から再生した正弦波状の信号をクロックに基づいてサンプリングしてデジタル信号に変換する情報再生装置であって、
   制御信号に応じた周波数の上記クロックを出力する発振回路と、
   上記デジタル信号の変化傾向からシンクパターン候補を検出し、検出したシンクパターン候補に基づいて再生クロックを制御するための周波数情報を生成し、上記制御信号として上記発振回路に出力する周波数検出装置と、を有し、
   上記周波数検出装置は、
   入力デジタル信号からピーク値とボトム値を検出するピーク／ボトム値検出部と、
   検出したピーク値およびボトム値に対して、ピーク値およびボトム値を挟んだ所定期間を計測することにより、入力されるデジタル信号が、反転間隔が一定以上長いフレームシンクパターンであるか否かを検出するためのピーク値側スレッショルドおよびボトム値側スレッショルドをそれぞれ生成するスレッショルド値生成部と、
   上記ピーク値およびボトム値のピーク値側スレッショルドおよびボトム値側スレッショルドと入力デジタル信号を比較し、反転間隔が長いパターンを検出した後、引き続いてピーク/ボトムが逆側の反転間隔が長いパターンが続くかを判別し、連続して反転間隔が長いパターンが続いた場合をフレームシンクパターン候補として認識する比較判定部と、
   上記フレームシンクパターン候補の認識において、フレームシンクパターン候補の判別中のクロック数をカウントし、フレームシンクパターン候補の長さとして計測する計測部と、を含み、
   上記比較判定部は、
   最初の反転間隔の長いパターンの検出から次の逆側の反転間隔の長いパターンを検出するまでの期間に制限監視部分を設け、最初の長いパターンの検出終了から上記制限監視部分以内に逆側の長いパターンの検出開始を始めることができた場合フレームシンクパターン候補の検出ができたとみなし、制限監視部分以内に逆側の長いパターンの検出を開始できなかった場合はフレームシンクパターン候補ではなかったとみなす
   情報再生装置。
7. 上記制限監視部分は、
   上記最初の反転間隔の長いパターンの検出に要した上記クロック数に一定の比率を掛けた値を制限として設定される
   請求項６記載の情報再生装置。
8. 上記比較判定部は、
   上記ピーク値およびボトム値に対するピーク値側スレッショルドおよびボトム値側スレッショルドと入力デジタル信号を比較し、入力デジタル信号がピーク値側スレッショルドを上回るもしくは上回らないか、ボトム値側スレッショルドを下回るもしくは下回らないかを判別する判別部と、
   上記判別部の判別結果から、ピーク値側スレッショルドを上回るもしくはボトム値側スレッショルドを下回る入力デジタル信号が続いていることを判別し、反転間隔が長いパターンが続いていると認識する認識部と、
   上記反転間隔が長いパターンを検出した後、引き続いてピーク/ボトムが逆側の反転間隔が長いパターンが続くかを判別し、２度連続して反転間隔が長いパターンが続いた場合をフレームシンクパターン候補として認識するパターン認識部と、を含む
   請求項６または７記載の情報再生装置。
9. 上記スレッショルド値生成部は、
   ピーク値側スレッショルドとして、計測開始基準用の第１ピーク値側スレッショルドと計測終了基準用の第２ピーク値側スレッショルドの２つを生成し、
   ボトム値側スレッショルドとして、計測開始基準用の第１ボトム値側スレッショルドと計測終了基準用の第２ボトム値側スレッショルドの２つを生成する。
   請求項６から８のいずれか一に記載の情報再生装置。
10. 上記ピーク／ボトム値検出部は、
    検出したピーク値およびボトム値を一定時間保持する保持部と、
    上記クロックの一定カウント毎に、上記保持部に保持されているピーク値およびボトム値を更新する更新部と、を含む
    請求項６から９のいずれか一に記載の情報再生装置。

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