CN100562935C - 具有相位调制的摆动轨道的光盘检查装置及光盘装置 - Google Patents

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CN100562935C CNB2005101161548A CN200510116154A CN100562935C CN 100562935 C CN100562935 C CN 100562935C CN B2005101161548 A CNB2005101161548 A CN B2005101161548A CN 200510116154 A CN200510116154 A CN 200510116154A CN 100562935 C CN100562935 C CN 100562935C
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Abstract

一种检查光盘的相位调制摆动轨道的检查装置。光盘的径向推挽式信号(摆动信号)经低通滤波器来使其相位边界部分平滑化后，以二值化器来加以二值化后提供到时距分析仪。时距分析仪分析二值化摆动信号的周期，抽出其中的2个峰值周期T1与T2。演算器计算2个周期T1与T2的差分值及其分别的峰值标准偏差，将其分别与阈值相比较来同时评价CNR及相位偏离。也可以将低通滤波器及二值化器安装在光盘装置中，来使得读取的摆动信号的相位边界部分较平滑。

Description

具有相位调制的摆动轨道的光盘检查装置及光盘装置
技术领域
本发明有关于具有相位调制的摆动(wobble)轨道的光盘检查技术，及光盘的读取技术。
背景技术
自以往，已有关于如下技术的提案：对于具有依据相位调制后的频率而摆动的摆动轨道的光盘(例如DVD+R或DVD+RW)，检查该摆动轨道是否正常地形成的技术。
在日本公开特许公报特开2004-280878号公报中，公开了对摆动轨道照射光束，将从反射光所得到的摆动信号乘上2倍，依据此2倍信号的频率特性来评价摆动轨道的质量。
在图7中，说明了该专利文献中所述的评价装置的构成方块图。PUH40对光盘D1的摆动轨道照射光束。PD50检测来自摆动轨道的反射光。PD50所检测出的信号所产生的径向推挽式信号，亦即摆动信号被输入到频率特性测定部分100。
图8中说明了图7中的频率特性测定部分100的构成方块图。低噪声除去/放大器101去除包含在摆动信号中的直流成分，适当地将摆动信号放大。带通滤波器102去除含在所提供的摆动信号中的多余的频率成分。多余的频率成分是指相当程度地远离载波频率的频率成分。乘法电路103对所提供的摆动信号进行乘法(加倍)，来产生2倍摆动信号。频率特性测定电路104测量2倍NBSNR(CNR)，判断2倍摆动信号的评价结果是否满足特定的评价指标。当从2倍摆动信号的频率特性所得到的峰值与噪声电平的差异(2倍NBSNR或CNR)在17dB以上时，判定该摆动轨道的质量没有问题。
如所述，通过评价2倍摆动信号的频率特性可以评价摆动轨道的质量，在经相位调制后的摆动轨道中，除了NBSNR(或CNR：以下称的为CNR)之外，也需要评价各个相位是否正确地偏离180度，若仅是使用频谱分析仪来测量2倍摆动信号的CNR，要评价相位偏离较困难。
发明内容
本发明除了经相位调制后的摆动轨道的频率特性(CNR)之外，也可以评价其相位特性(相位偏离)，因此提供了一种可以较准确地评价摆动轨道质量的方法、装置以及光盘，或者具有优良地址读取性能的光盘装置。
本发明是具有以2个相位来相位调制后的频率来摆动的摆动轨道的光盘检查装置，其包括：将对应到所述摆动轨道的摆动信号加以二值化的二值化器(binerizer)，用来分析包含在二值化摆动信号中的周期的时距分析仪，从所述时距分析仪所得到的分析结果来抽出第一峰值周期T1及第二峰值周期T2(T1＜T2)，计算所述第一峰值周期T1的2倍与所述第二峰值周期T2间的差分值，计算所述第一峰值周期T1及所述第二峰值周期T2的峰宽，依据所述差分及峰宽来评价所述摆动轨道质量的演算器，以及用来去除所述摆动信号的相位边界部分的高频成分，而输出到所数二值化器的低通滤波器。
在本发明中，所述差分值表示经2个相位来相位调制后的摆动信号的相位偏离量(当2个相位互相偏离180°时，偏离180°的量)，峰宽表示CNR。在本发明中，通过对这些进行评价，可以同时地评价CNR与相位偏离量来检查摆动轨道的质量。
在本发明的一种实施方式中，所述演算器在计算评价参数E＝(2T1-T2)/2T1的同时，将所述第一峰值周期及第二峰值周期的分布视为正规分布时，算出标准偏差来作为所述峰宽，并将所述评价参数E及标准偏差分别与特定的阈值进行大小比较来进行评价。
本发明是一种对具有依据相差180度的2个相位来相位调制后的频率来摆动的摆动轨道的光盘的检查方法，其包括：对所述摆动轨道照射光束，从其反射光来产生对应到所述摆动轨道的摆动信号的步骤；以低通滤波器来从所产生的摆动信号中，除去存在于所述相位调制的边界部分的高频成分的步骤；将通过低通滤波器的摆动信号加以二值化的步骤；对包含在二值化摆动信号中的周期以时距分析仪来进行分析的步骤；从所述时距分析仪所得到的分析结果中抽出第一峰值周期T1及第二峰值周期T2(T1＜T2)，利用表示所述2个峰值周期的相位偏离量的参数E＝(2T1-T2)/2T1×360°及将所述2个峰值周期的第一峰值周期及第二峰值周期的分布视为正规分布时的标准偏差计算峰宽的步骤；以及将所述相位偏离量的参数E与满足-10°≤E0≤10°的阈值E0进行比较来评价所述摆动轨道的相位偏离，将所述峰宽与根据该标准偏差所得到的抖动J满足J≤15％的阈值σ0进行比较来评价所述摆动信号的频率特性的步骤。所述的检查方法，可以在安装有检查程序的计算机上执行。检查程序也可以被纪录在计算机可以进行读取的记录媒体上。
依据本发明，可以同时评价形成在光盘上的摆动轨道的质量，具体地来说是评价CNR及相位偏离，可以准确地检查摆动轨道是否正常。此外，本发明可以提供准确地形成有摆动轨道的光盘，以进行高质量的数据记录或读取。
本发明是一种光盘，包括依相差180度的2个相位进行过相位调制的频率而摆动的摆动轨道，将该摆动轨道所读出的摆动信号加以二值化后的二值化摆动信号中所包含的第一峰值周期T1及第二峰值周期T2，其中T1＜T2，以(2T1-T2)/2T1×360°的计算式所得到的相位偏离量E，或将该第一峰值周期T1或该第二峰值周期T2的分布视为正规分布时由其分别的标准偏差所得到的抖动J，使得E值及J值分别能满足-10°≤E≤10°、J≤15％。
本发明是一种光盘，包括依相差180度的2个相位进行过相位调制的频率而摆动的摆动轨道，其中，该摆动轨道被形成为使其相位边界部分的形状成平滑状。
本发明是一种光盘，包括依相差180度的2个相位进行过相位调制的频率而摆动的摆动轨道，其中，该摆动轨道被形成为使其相位边界部分的形状成平滑状；将包含在该摆动轨道所读出的摆动信号经二值化后的二值化摆动信号中的第一峰值周期T1及第二峰值周期T2，其中T1＜T2，依(2T1-T2)/2T1×360°的计算式而得到的相位偏离量E满足-10°≤E≤10°，并且将该第一峰值周期T1或该第二峰值周期的分布视为正规分布时的分别的标准偏差所得到的抖动J满足J≤15％。
本发明也可以应用在对光盘进行数据的记录或读取的光盘装置(光盘机)上，此处的光盘装置包括：从光盘读取摆动信号的装置；除去所读取摆动信号的相位边界部分上的高频成分的低通滤波器，将来自低通滤波器的输出加以二值化的二值化装置。
附图说明
图1为实施方式中的特性测定部分的构成方块图。
图2为二相调制摆动信号的波形说明图。
图3为说明通过低通滤波器后的摆动信号的波形图。
图4为经二值化后的摆动信号的波形说明图。
图5为说明时距分析仪的分析结果的图。
图6为实施方式的处理流程图。
图7为常规装置的全体构成图。
图8为图7中的频率特性测定部分的构成方块图。
图9为说明摆动信号的抖动(jitter)与错误率间的关系的曲线图。
主要元件符号说明
D1光盘
10控制器
20记录信号处理电路
40PUH(致动器)
60前置放大器
70伺服电路
80RF信号处理电路
90地址信号处理部分
100频率特性测定部分
101低噪声除去/放大器
102带通滤波器
103乘法电路
104频率特性测定电路
200特性测定部分
201低噪声除去/放大器
202低通滤波器
203二值化器
204时距分析仪
205演算器
300，400，500摆动信号
具体实施方式
以下，参照图面来说明本发明的实施方式。
本实施方式中的光盘检查装置的全体构成与图7中所示的常规装置大约相同，对DVD+R与DVD+RW等具有经2个相位调制后的摆动轨道的光盘D1上照射激光，将其反射光以PD50来接收后转换成电信号，以前置放大器60来放大后，抽出径向推挽式信号来作为摆动信号。在图7中摆动信号是被提供到频率特性测定部分100，但是在本实施方式中是被提供到特性测定部分200。
图1中说明特性测定部分200的构成方块图。低噪声除去/放大器201除去包含在摆动信号中的直流成分后，适当地将摆动信号加以放大，然后输出到低通滤波器202。
低通滤波器202是为了不使二相相位调制的边界部分发生二值信号的反转，以摆动信号的基本频率的2倍作为上限的低通滤波器可以使得二相相位调制后的摆动信号的相位边界部分的急峻处变得较平滑。边界部分被平滑化后的摆动信号被提供到二值化器203。
二值化器203将来自低通滤波器202的摆动信号以特定的二值化阈值来加以二值化，将其作为二值化摆动信号来输出到时距分析仪204。二值化阈值被设定在摆动信号的大约振幅中心。
时距分析仪204包含有计数器及存储器，在每个二值化摆动信号的周期，计算其发生次数，来依序存在存储器中，来分析二值化摆动信号的周期或时间宽度。二值化摆动信号的周期中包含有摆动信号的基本周期的一半的周期，及相当于相位调制的边界部分的周期，在时距分析仪的分析结果中，存在有2个峰值周期(亦即发生次数最多的2个周期)。测量2个峰值周期相关的数据，具体来说例如分别的周期值数据及其时间宽度数据，将其提供到演算器205。
演算器205，依据时距分析仪204的分析结果来计算出用来评价摆动轨道的评价参数。亦即，当2个峰值周期分别为T1与T2(T1＜T2)时，计算
E＝(2T1-T2)/2T1×360(°)。
T1在理论上相当于摆动信号的基本周期的一半，T2与摆动信号的基本周期相同，基本上会使得2T1＝T2。但是，当二相的相位并非正确地偏离180°时，2T1与T2会不一致，会相差相当于相位偏离的量。因此，所述的E是表示相位偏离(相位误差角)的参数。
演算器205依据时距分析仪204的时间幅数据来计算峰值周期T1与T2分别的标准偏差值。具体地来说，是计算将峰值周期T1与T2的分布视为正规分布(高斯函数)时的分别的标准偏差σ1与σ2。标准偏差σ1与σ2分别表示峰值周期T1与T2时的周期的扩散，是表示信号的杂音特性。因此，标准偏差σ1与σ2的大小是相对于先前的CNR的大小，标准偏差σ越小时CNR越大。
演算器205在计算这些评价参数E，σ1，σ2后，将其分别与特定的阈值进行大小比较，来判断相位偏离及CNR是否是所希望的值。
在图2中说明从低噪声除去/放大器201提供到低通滤波器202的摆动信号300的波形。将二相分别设为0相与π相时，成为0相，π相，0相，··等相位调制后的信号波形。
图3中说明经低通滤波器202使相位边界部分平滑化后，提供到二值化器203的摆动信号400的波形。在图中，虚线为平滑化前的信号波形，实线为平滑化后的信号波形。此处，也可以使光盘上所形成的摆动轨道的相位边界部分的形状平滑。如此地，便可以不需要经由低通滤波器便可以得到如图3中所示的相位边界部分被平滑化后的摆动信号波形，使得摆动轨道的质量评价变得较容易。
图4中说明了经二值化器203二值化后，被提供到时距分析仪204的二值化摆动信号500的波形。如图3中所示，因为在相位边界部分处被平滑化，即使是以摆动信号的大约振幅中心的阈值来加以二值化，在相位边界部分处的二值信号也不会发生反转，来得到与基本周期同一周期T2的二值信号。另一方面，在相位边界部分分以外则可以得到基本周期的一半的周期T1。
在图5中，说明时距分析仪204的分析结果。图中，横轴为时间(周期)，纵轴为各个周期的发生次数。如以上所述，二值化摆动信号中包含有周期T1与周期T2的信号，在相当于这些周期的位置上存在有2个峰值。时距分析仪204测量峰值的周期T1，T2及其时间宽度，将其输出到演算器205。
图6中说明本实施方式的全体处理流程图。首先装上光盘D1，从PUH40照射激光，以PD50来接收其反射光，读取摆动信号来作为径向推挽式信号(S101)。摆动信号经过低噪声除去/放大器201，低通滤波器202，以及二值化器203二值化后，被提供到时距分析仪204来进行分析(S102)。时距分析仪204所进行的分析是测量2个峰值周期T1与T2，同时测量其时间宽度。接着，在演算器205，依据分析结果来计算评价参数(评价值)E及分别的标准偏差σ1与σ2(S103)。
计算评价参数E及标准偏差σ1与σ2后，演算器205将这些值与保存在存储器中的预先设定阈值进行比较。亦即，将标准偏差σ1，σ2与阈值σ0相比较，判断是否比阈值σ0小(S104)。此一σ0系依据读取摆动轨道所需的CNR来设定。一般来说，为了从相位调制后的摆动轨道中解调出地址信息，解调错误率需要在1.0×10-3以下，只要据此来设定阈值σ0即可。在此，可以将此标准偏差σ以二值化摆动信号的周期T正规化来得到抖动。例如，当σ＝61.6nsec，T＝616nsec时，抖动＝σ/T×100＝61.6/616×100＝10(％)。在图9中，说明抖动与ADIP(Address in Pregroove)错误率的关系。图中，横轴为摆动(WBL)信号的抖动，纵轴为错误率。如同所述，因为解调错误率需要在1.0×10-3以下，从图9来得到使得解调错误率在1.0×10-3以下的阈值抖动，只要从此阈值抖动来进一步设定标准偏差的阈值σ0即可。具体地来说，从图9来看，当抖动超过15％时错误率会很快地恶化，若是能够设定阈值σ0使得抖动至少在15％以下，可以充分地降低解调错误率，因为一般来说，为了从经相位调制后的摆动轨道来解调地址信息，最好是使得解调错误率在1.0×10-3以下，从图9来看，最好是可以设定阈值σ0来使得抖动在12％以下。
判定的结果，当σ≥σ0时，亦即当σ1与σ2至少都在阈值σ0以上时，判定为无法得到充分的CNR，演算器205判定该光盘D1的摆动轨道的质量为不良及异常(S107)。另一方面，当判定的结果为σ＜σ0时，亦即当σ1与σ2都较阈值σ0小时，判定为可以得到充分的CNR，进一步将评价参数E与特定的阈值E0相比较(S105)。阈值E0是依据在摆动轨道所可以被容许的相位偏离量来设定。在进行相位调制时，当相位偏离达到90°时，便无法检测出相位变化点，而造成无法从摆动轨道正确地解调出地址信息。因此，相位偏离的容许值需要设定成较90°小的值。但是，在该范围内若是将容许值设得太大，即使是可以检测出相位变化点，抖动也会恶化，因此需要减小此一容许值，使得至少可以达到所述程度的抖动。本来的话，最好是使得相位偏离量为0°，但是考虑光盘的制造误差，有必要设定某种程度的容许值。一般来说，容许值是被设定成边限(Margin)的大约10％左右。考虑这些因素，将阈值E0设定成10°左右。当判定的结果是|E|≥E0时，亦即当相位偏离量是阈值以上时，意味着相位偏离量在容许值以上，将光盘D1的摆动轨道的质量判定为不良或异常(S107)。另一方面，当判定的结果是|E|＜E0时，且相位偏离量在容许范围以内，判定光盘D1的摆动轨道为正常(S106)。判定结果则是被显示在与例如特性测定部分200相连接的显示器。
如此地，本实施方式中使用时距分析仪205来对二值化摆动信号进行时间分析，从该分析结果来计算评价参数E及标准偏差σ以进行评价，藉此可以评价在光盘D1所形成的摆动轨道的CNR以及相位偏离。因此，可以较先前的评价装置使用频谱分析仪来评价摆动信号的CNR能够得到更准确的评价，经此一评价而结果被判定为正常的光盘，将较先前的方法更可以确实地取得地址信息，以进行数据的读取或记录。尤其是，这种很准确地形成有摆动轨道，且其相位边界部分的形状经平滑化后的光盘，因为其评价参数E及σ都满足条件，可以说是较适合数据记录及读取的光盘。
在本实施方式中，特性测定部分200的全体或其一部分份可以使用计算机来构成，在该计算机上安装处理程序，可以借着计算机的处理器来依序执行处理程序以实现图6中所示的处理。例如，以计算机来构成时距分析仪204及演算器205，在该计算机的输入端子上提供来自二值化器203的二值化摆动信号。计算机的处理器依据处理程序来计算所输入的二值化摆动信号的周期，将各个周期的计算值依序存在存储器中。在计算光盘D1的多条轨道后，抽出2个峰值周期T1与T2来计算评价参数E，将其结果存在存储器中。此外，将2个峰值周期的分布视为正规分布来计算其标准偏差σ1与σ2，并将其结果存在存储器中。另一方面，在存储器中预先贮存标准偏差的阈值σ0及评价参数的阈值E0，处理器将计算出的标准偏差σ1及σ2与阈值σ0进行比较，同时将评价参数E与阈值E0进行比较。当标准偏差或评价参数噪声的任一者在阈值以上时将光盘D1的摆动轨道判定为异常，当标准偏差及评价参数噪声都比阈值小时将摆动轨道判定为正常。处理器将判定的结果显示在计算机的显示器上。除了显示“正常”，“异常”之外，也可以将所计算出的标准偏差与评价参数的值与阈值一起加以显示。当标准偏差较阈值小，但是评价参数较阈值大时，可以显示出CNR为正常，但是相位偏离量为异常。将该处理程序贮存在CD-ROM或DVD-ROM等可移动的媒体时，可以将该媒体安装在计算机中，若是计算机与网路有连接，也可以通过网路来从主计算机来提供，并进行安装。
在本实施方式中，评价参数E虽然是使用E＝(2T1-T2)/2T1×360(°)，但只要是可以评价2T1与T2的差分的量，也可以使用其他任意的参数。例如，也可以使用E1＝|2T1-T2|或E2＝T1-T2/2，或者也可以E3＝T1-T2来间接地评价2T1与T2的差分。
本实施方式中是使用标准偏差来作为评价CNR的参数，但也可以用分散来评价。当使用分散时，要依据分散来设定其阈值。
在本实施方式中，是将2个峰值周期T1与T2的分别的标准偏差σ1及σ2来与阈值σ0相比较，但是也可以仅计算σ1或σ2来与阈值σ0相比较。此外，也可以将阈值σ0对σ1与σ2设定成不同的值。
在本实施方式中是将标准偏差σ与阈值σ0进行比较，但是也可以将从标准偏差所得到的抖动与抖动阈值相比较。当使用评价参数E及抖动J来评价光盘时，如以上所述，当满足-10°≤E≤10，而且J≤15％时将其判定为正常的光盘。以本实施方式中的正常光盘为例时，所形成的光盘的摆动轨道的相位边界部分的形状会较平滑，而且其摆动轨道满足-10°≤E≤10，及J≤15％。
在本实施方式中是以光盘检查装置为例来做说明，但也可以将光盘检查装置的一部分的构成安装在对光盘进行数据的记录或读取的光盘装置中，具体来说例如图1中去除所读取摆动信号的相位边界部分中的高频成分的低通滤波器202，以及将低通滤波器202的输出加以二值化的二值化器203。借着使用低通滤波器202来去除所读取摆动信号的相位边界部分的高频成分，使得读取摆动信号的相位边界部分变得较平滑，可以提高相位变化部分的相位检出边限，来提高相位检出性能，借着提高摆动的检出性能可以增加地址读取性能。因为在未记录的光盘的状态下增加了相位边限，可以降低因为记录所造成的劣化，其结果是较能承受起因于记录的摆动信号的劣化，可以抑制记录中或记录后的地址读取劣化，以提高记录动作的安定性。此外，借着使得读取摆动信号的相位边界部分变得平滑，也可以降低对所记录的信号的影响(亦即可以减少摆动对局部数据的影响)。

Claims (6)

1.一种光盘检查装置，该光盘具有依二相进行过相位调制的频率而摆动的摆动轨道，该光盘检查装置包括：
二值化器，将对应于该摆动轨道的摆动信号加以二值化；
时距分析仪，用来分析包含在二值化摆动信号中的周期；
演算器，从该时距分析仪所得到的分析结果抽出第一峰值周期T1及第二峰值周期T2，其中T1＜T2，计算该第一峰值周期T1的2倍与该第二峰值周期T2间的差分值，同时计算该第一峰值周期T1及该第二峰值周期T2的峰宽，依据该差分值及峰宽来评价该摆动轨道的质量；以及
低通滤波器，用来去除该摆动信号的相位边界部分的高频成分，而输出到该二值化器，
其中，
该演算器计算评价参数E＝(2T1-T2)/2T1×360°，并计算出将该第一峰值周期及第二峰值周期的分布视为正规分布时的分别的标准偏差，来作为该峰宽；并借着将该评价参数E与满足-10°≤E0≤10°的阈值E0比较大小，同时将该标准偏差与根据该标准偏差所得到的抖动J满足J≤15％的阈值σ0比较大小来进行评价。
2.一种光盘的检查方法，该光盘具有依相差180度的2个相位进行过相位调制的频率而摆动的摆动轨道，该检查方法包括以下的步骤：
对该摆动轨道照射光束，从其反射光来读取对应到该摆动轨道的摆动信号的步骤；
以低通滤波器来去除存在所读取的摆动信号的相位调制的边界部分上的高频成分的步骤；
将通过低通滤波器的摆动信号加以二值化的步骤；
对包含在二值化摆动信号中的周期以时距分析仪来加以分析的步骤；
从该时距分析仪所得到的分析结果抽出第一峰值周期T1及第二峰值周期T2，其中T1＜T2，利用表示该2个峰值周期的相位偏离量的参数E＝(2T1-T2)/2T1×360°及将该2个峰值周期的第一峰值周期及第二峰值周期的分布视为正规分布时的标准偏差计算峰宽的步骤；及
将该相位偏离量的参数E与满足-10°≤E0≤10°的阈值E0加以比较来评价该摆动轨道的相位偏离，同时将该峰宽与根据该标准偏差所得到的抖动J满足J≤15％的阈值σ0加以比较来评价该摆动信号的频率特性的步骤。
3.一种光盘，包括依相差180度的2个相位进行过相位调制的频率而摆动的摆动轨道，使该摆动轨道所读出的摆动信号加以二值化后的二值化摆动信号中所包含的第一峰值周期T1及第二峰值周期T2，其中T1＜T2，以(2T1-T2)/2T1×360°的计算式所得到的相位偏离量E，和将该第一峰值周期T1或该第二峰值周期T2的分布视为正规分布时由其分别的标准偏差所得到的抖动J，使得分别满足-10°≤E≤10°、J≤15％。
4.一种光盘，包括依相差180度的2个相位进行过相位调制的频率而摆动的摆动轨道，其中，
该摆动轨道被形成为使其相位边界部分的形状成平滑状。
5.一种光盘，包括依相差180度的2个相位进行过相位调制的频率而摆动的摆动轨道，其中，
该摆动轨道被形成为使其相位边界部分的形状成平滑状；使包含在该摆动轨道所读出的摆动信号经二值化后的二值化摆动信号中的第一峰值周期T1及第二峰值周期T2，其中T1＜T2，依(2T1-T2)/2T1×360°的计算式而得到的相位偏离量E满足-10°≤E≤10°，并且将该第一峰值周期T1或该第二峰值周期的分布视为正规分布时由其分别的标准偏差所得到的抖动J满足J≤15％。
6.一种光盘装置，包括：
从具有经相位调制的摆动轨道的光盘中读出摆动信号的机构；
将该摆动信号的相位边界部分的高频成分予以除去的低通滤波器；及
将来自该低通滤波器的输出加以二值化的二值化机构。
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