【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学記憶システムにおけるクロックの回復に関する。 かかるシステムでは、典型的には、回転する媒体に格納されたデータの読み出しおよび同媒体に格納されるデータの書き込みを行うためにレーザを使用する。 これらの処理中に、媒体から反射された光は、同媒体に対する光学ヘッドのトラッキングや、同媒体の回転速度の調節、及びクロック情報の回復といった他の処理を行うためにも使用される。

【０００２】

【従来の技術】回復されたクロック情報は、典型的には、クロック基準に対するロックを実施し書き込みデータクロックを生成するフェイズロックループ（ＰＬＬ）
で使用される。 上記ＰＬＬに生じる問題の１つは、振幅差及び位相差の違いを高速で識別できないことである。
振幅差を処理する一つの方法では、自動利得制御（ＡＧ
Ｃ）回路等の技術を使用して信号振幅を正規化してＰＬ
Ｌへ入れる。 しかし、ＤＶＤ−ＲＷおよびＤＶＤ−ＲＡ
Ｍ等の用途にとっては、これらのＡＧＣ構造は遅すぎるものとなる。 これは、マークを読み出すために必要なレベルからマークを書き込むために必要なレベルまで上昇させるため及び該レベルを再び低下させるために必要となるレベルの急速かつ劇的な変化が生じた際にレーザ出力ひいては反射光に極端な変化が生じる場合に特に当てはまる。

【０００３】別の方法では、光学検出器の個々の出力を同検出器の全出力の合計で除算する正規化回路を用いる。 しかし、現在入手可能な正規化回路設計は遅すぎて、読み出し、書き込み、および消去レベル間の急激な変化に追従することができず、このため、ＰＬＬに正規化された信号入力を用いた場合には、信号シフトが導入され、その結果として位相誤差が生じることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、信号レベルの大きな変化を補償するには、従来のＡＧＣ回路及び正規回路設計は遅すぎるかまたは不精確なものとなる。
必要なのは、ＰＬＬに対する信号レベルを安定させる方法であり、これにより、読み出し→書き込み→消去へと至るレーザ出力レベルの急激な変化に起因する振幅の変化を調整する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】タイミング基準信号を生成するために使用される光学式データ記憶サブシステムにおけるＰＬＬに供給される基準信号の振幅変化を補償するために、ゾーン(zonal)バンドパスフィルタとハード(hard)リミッタとを組み合わせたものを使用する。 該ゾーンバンドパスフィルタは、前記ハードリミッタへの入力に配置され、該ハードリミッタが対象となる通過帯域中にエイリアシングを生じさせることになる帯域外ノイズを低減させまたは除去する。 次いで該ハードリミッタは、入力基準信号のゼロ交差を精確に表わすゼロ交差を有するディジタル信号を出力する。 該信号は、ＰＬＬ
に対する基準として使用される。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、光学式データ記憶システムにおけるディジタルＰＬＬを示している。 書き込み制御装置１００は、レーザ１１０の出力レベルを制御する信号を送出する。 レーザ放射線１２０は記憶媒体１３０
へ向けられ、反射光１４０は光学式ピックアップ１５０
へ向けられる。 該光学式ピックアップ１５０からの信号は、光学式増幅器１６０を介してＰＬＬサブシステム２
００へと供給される。 ＰＬＬの動作は、当業界で既知のものであり、例えば、Horowitz及びHill著「The Art of
Electronics」（１９８９年 Cambridge University Pre
ss 第２版の第９．２７章６４１〜６５５頁）にその実例が解説されている。 ディジタル位相検波器２１０は、
入力信号を電圧制御発振器（ＶＣＯ）２３０からの信号と比較して、位相誤差信号を生成する。 該位相誤差信号は、ループフィルタ２２０により調整され、ＶＣＯ２３
０の入力を制御するために使用される。 ディジタル位相検波器を用いるＰＬＬでは、ＶＣＯを複数の入力周波数で動作させるのが一般的である。 ディジタル位相検波器は、５０％に近いデューティサイクルを有する入力信号を必要とする。 分周器２５０、２６０に示すように、分周プロセスがその最終段階で２による分周を有することを確実にすることにより、ディジタル位相検波器２１０
への５０％デューティサイクルでの信号入力が提供される。

【０００７】図２は、書き込みパルスを示すものであり、図１のレーザ１１０により生成される異なる出力レベルを表わしている。 最低出力レベルは、記憶媒体から情報を読み出す際に使用される読み出しレベル１８０であり、次いで、以前に記憶させた情報を消去するために使用される消去レベル１７０、更に、情報を書き込む際に使用される最高出力である書き込みレベル１６０が続く。 また、レーザには第４の状態であるオフ状態があるが、本発明ではこの状態は重要ではない。 動作時に、レーザ１１０のこれらの異なる出力レベルが存在する結果として、光学式ピックアップ１５０に当たる反射光１４
０のレベルの急激かつ著しい変化が生じることになる。
電圧レベルは、検出器の構成と共に変化するが、典型的なレーザ出力レベルは、書き込み、消去、読み出しレベルで、それぞれ、１０ミリワット（ｍＷ）、５ｍＷ、１
ｍＷである。 入射光の出力に対して線形応答を有する検出器の場合には、出力電圧は１０〜１の範囲で揺動する。 ＰＬＬ２００に最良の性能を発揮させるためには、
かなり安定したレベルの基準信号を位相検波器２１０に入力する必要がある。 自動利得制御（ＡＧＣ）増幅器および正規化回路は、遅すぎて出力レベルの急激な変化を処理することができない。

【０００８】図３は、ブロック図の形態で本発明を示したものである。 光学式ピックアップ１５０は、ゾーンバンドパスフィルタ３１０に信号を供給し、該バンドパスフィルタは、対象となる周波数から外れた信号を減衰させる。 これにより、それら対象外の周波数がＰＬＬ２０
０の位相検波器で標本化されて位相誤差が生じることが防止される。 リミッタ３２０は、フィルタリングされた信号から振幅変動を除去し、本質的にゼロ交差のみを維持し、該信号をＰＬＬ２００へ送出する。

【０００９】図４は、ゾーンバンドパスフィルタ３１０
およびリミッタ３２０を一層詳細に示す回路図である。
緩衝増幅器４１０は、信号源によりゾーンバンドパスフィルタを駆動することができない場合に必要となることがある。 National Semiconductor社製のＣＬＣ４４０といったあらゆる高性能演算増幅器または緩衝増幅器を使用することが可能である。 分かり易くするため、電源接続、バイパス処理、及びオフセットトリムといった当業界で周知の回路の詳細は図４には図示しないこととする。 緩衝増幅器４１０は、単位利得緩衝増幅器として接続されたものを示したが、これはまた、それ以上の利得を提供するためにも使用することができる。

【００１０】ゾーンバンドパスフィルタは、インダクタ４５０、コンデンサ４４０、及びＱ設定(Q setting)抵抗器４３０から形成された並列共振回路からなる。 コンデンサ４２０は、緩衝増幅器４１０の出力に存在するＤ
Ｃレベルを全てブロックする。 ゾーンバンドパスフィルタは、ＬＣ４５０、４４０の組み合わせによる共振周波数で高インピーダンスを提供することにより、対象となる周波数のエネルギーを通過させる。 このＬＣ回路のインピーダンスは、共振周波数から離れると低下し、所望の帯域外の信号を減衰させる。 抵抗器４３０は、フィルタのＱ、即ち形状係数を設定する。 好適実施態様では、
Ｑは約３となる。

【００１１】約３ＭＨｚの基準周波数に対し、コンデンサ４２０は１００ナノファラッド（ｎＦ）となる。 抵抗器４３０は１００オーム（Ω）である。 更に、コンデンサ４４０は３．９ｎＦ、インダクタ４５０は６８０ナノヘンリー（ｎＨ）である。 これらの構成要素の値は、当業界で周知のようにスケーリングすることが可能である。

【００１２】ＣＡＶシステムに必要なトラッキングフィルタの場合には、基準周波数が２．５〜１の範囲に亘ってシフトするので、これに応じてゾーンバンドパスフィルタの共振周波数を変更しなければならない。 これは、
例えば、コンデンサ４４０に代えて又は該コンデンサ４
４０に加えてバラクタダイオードを使用することにより実施することが可能である。 ダイオードのバイアスひいてはそれらの容量は、共振周波数がデータに追従するよう変更される。

【００１３】図示した実施態様では、一次フィルタが使用されている。 通常のモータ速度制御プロセスの結果として生じ得る信号周波数の変化を考慮して、前記よりも高次のフィルタを使用することが可能である。 フィルタのＱは、ミスパルスをリンギングさせる（ring through
missing pulses）よう十分に高くなければならないが、モータ速度の変化に起因する予想される周波数範囲を通過させるよう十分に低くなければならない。

【００１４】ゾーンバンドパスフィルタの出力は、コンパレータ４６０の一方の入力へ送信される。 該コンパレータ４６０の他方の入力は、バイパスコンデンサ４７０
（好適実施態様では１００ｎＦ）及び可変抵抗器４８０
（５ｋΩ）から形成される単純なしきい値設定回路網によって供給される。 該コンパレータ４６０は、AnalogDe
vices社製のＡＤ９６６８５等のあらゆる高性能コンパレータとすることが可能である。 該ＡＤ９６６８５は差動ＥＣＬ出力を有しており、該差動出力をＰＬＬの位相検波器に適したシングルエンド出力に変換するために回路の追加が必要となる場合もある。

【００１５】上記の本発明の詳細な説明は、本発明の例示を目的とするものであって、本発明を網羅すること、
あるいは開示された実施態様そのものに本発明を限定することを意図したものではない。 本発明の範囲は、特許請求の範囲により定義されるものである。

【００１６】以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。 １． 複数の出力レベルを有するレーザと、該複数の出力レベルに応じて強度変化する出力信号を有する光学式ピックアップと、タイミング信号を回復させるＰＬＬとを備えた、情報記憶システムであって、前記光学式ピックアップの出力に接続されたゾーンバンドパスフィルタと、該ゾーンバンドパスフィルタの出力に接続されたリミッタであって、前記ＰＬＬに接続された出力を有するリミッタとを備えている、情報記憶システム。 ２． 前記ゾーンバンドパスフィルタが一定の周波数で動作する、前項１に記載の情報記憶システム。 ３． 前記ゾーンバンドパスフィルタの前記周波数が約３
ＭＨｚである、前項２に記載の情報記憶システム。 ４． 前記ゾーンバンドパスフィルタがトラッキングフィルタである、前項１に記載の情報記憶システム。 ５． 複数の出力レベルを有するレーザと、該レーザの出力レベルに応じて強度変化する出力信号を有する光学式ピックアップと、該光学式ピックアップの出力に接続されたゾーンバンドパスフィルタと、該ゾーンバンドパスフィルタの出力に接続されたリミッタと、該リミッタの出力に接続され基準信号を生成するＰＬＬとを備えている、情報記憶システム。 ６． 前記ゾーンバンドパスフィルタが一定の周波数で動作する、前項５に記載の情報記憶システム。 ７． 前記ゾーンバンドパスフィルタの前記周波数が約３
ＭＨｚである、前項６に記載の情報記憶システム。 ８． 前記ゾーンバンドパスフィルタがトラッキングフィルタである、前項５に記載の情報記憶システム。 ９． 情報記憶システムの光学式ピックアップの出力から基準周波数を導出する方法であって、ゾーンバンドパスフィルタを介して光学式ピックアップの出力を濾波し、
前記ゾーンバンドパスフィルタの出力を制限し、ＰＬＬ
に対する基準信号として前記リミッタの出力を使用する、という各ステップを有する、情報記憶システムの光学式ピックアップの出力から基準周波数を導出する方法。 10． 前記ゾーンバンドパスフィルタが一定の周波数で動作する、前項９に記載の方法。 11． 前記ゾーンバンドパスフィルタの前記周波数が約３
ＭＨｚである、前項10に記載の方法。 12． 前記ゾーンバンドパスフィルタがトラッキングフィルタである、前項９に記載の方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学系におけるＰＬＬを示すブロック図である。

【図２】書き込みパルスを示す説明図である。

【図３】本発明によるＰＬＬの用法を示すブロック図である。

【図４】本発明によるゾーンバンドパスフィルタ及びリミッタを示す回路図である。

【符号の説明】

１１０ レーザ １３０ 記憶媒体 １５０ 光学式ピックアップ ２００ ＰＬＬ ３１０ ゾーンバンドパスフィルタ ３２０ リミッタ