JP2006127697A - 光ディスク装置及びサーボ系調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】規格値と異なるピット長にて記録された光ディスクでも、安定した再生を可能としユーザの利便性を向上させることにある。
【解決手段】トラック上にピット列によりデータが記録された光ディスクを再生する光ディスク装置において、光ディスク上のデータのピット長を検出するピット長検出手段と、トラッキングサーボのゲイン値を可変するサーボゲイン可変手段と、ゲイン値を制御する制御手段とを備える。検出したピット長をＰとし、規格で定められたピット長をＰ_０とするとき、サーボ系のゲイン値を所定値の略Ｐ／Ｐ_０倍に設定する。ピット長Ｐの検出は、ＰＬＬクロック周波数を測定すること、あるいは光ディスクの１周当たりのセクター数をカウントすることによる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスク上のピット長が規格値と異なる場合、これに対して好適に再生可能な光ディスク装置及びそのサーボ系調整方法に係わる。

光ディスクの規格では、チャンネルビットレート（以下、単にビットレートと呼ぶ）は仕様で決まっていて、標準速度（１倍速）で再生しているＤＶＤの場合２６．１６Ｍｂｐｓである。これに伴い、ディスク上に形成されるピット長も、仕様で定まった値を有する。しかしながら、特殊用途のためにピット長が仕様値と異なるようなディスクの提案がなされている。例えば特許文献１のように、ディスクのコピー防止を目的としピット長を変更し電子透かし用のデータを記録するような場合は、規格値と異なるピット長のディスクを再生することになる。

特開平１１−３０６６７５号公報

このようにピット長が変更されたディスクを再生する場合、その影響はデータ量だけではなくトラッキングエラー信号の振幅が変化して、正常なトラッキングサーボをかけられなくなる場合がある。これは、ＤＰＤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式におけるエラー信号の振幅は、ディスク１周当たりのピット数に依存するからである。その結果、トラッキングサーボゲインの低下や、サーボ外れ、また、デトラック量（中心ずれ）の相対的な増大により、再生性能の低下や再生動作の一時中断を引き起こす可能性がある。

引用文献１では、ピット長変更に対する上記サーボ系の処理に関しては特に考慮されていない。

一般的なサーボ系条件設定は、サーボエラーが生じた時点で（サーボが外れてから）、サーボ系（サーボゲイン）の設定をやり直すことが多い。しかしながら、サーボエラーが生じた時点で、サーボ系の設定をやり直す方法だと、サーボ系が安定するまでに長い時間を要することになる。サーボが外れると再生データが途切れる時間が長くなるため、極端な場合映像や音声などが停止してしまうことがあり、ユーザーに対し不快感と不便さを与えることになる。

本発明の目的は、規格値と異なるピット長にて記録された光ディスクでも、安定した再生を可能としユーザの利便性を向上させる光ディスク装置およびサーボ系調整方法を提供することにある。

本発明では、トラック上にピット列によりデータが記録された光ディスクを再生する光ディスク装置において、装着された光ディスクから信号を検出する光ピックアップと、該光ピックアップにて検出した信号から再生するデータのピット長を検出するピット長検出手段と、該光ピックアップに対するトラッキングサーボのゲイン値を可変するサーボゲイン可変手段と、該サーボゲイン可変手段のゲイン値を制御する制御手段と、を備える。該制御手段は、上記ピット長検出手段にて検出したピット長をＰとし、規格で定められたピット長をＰ_０とするとき、上記サーボゲイン可変手段に対しサーボ系のゲイン値を所定値の略Ｐ／Ｐ_０倍に設定させ、該設定したサーボ系にて上記データを再生する構成とする。

また本発明では、トラック上にピット列によりデータが記録された光ディスクを再生する光ディスク装置のサーボ系調整方法において、装着された光ディスクから再生するデータのピット長Ｐを検出し、規格で定められたピット長をＰ_０とするとき、サーボ系のゲイン値を所定値の略Ｐ／Ｐ_０倍に設定し、該設定したサーボ系にて上記データを再生する。

ここに、上記ピット長Ｐの検出は、前記光ディスクのデータ信号からクロック周波数を測定することによる。あるいは上記ピット長Ｐの検出は、前記光ディスクの１周当たりのセクター数をカウントすることによる。

本発明によれば、ピット長が規格と異なる光ディスクに対して安定した再生性能を確保し、かつユーザの利便性を向上させる光ディスク装置およびサーボ系調整方法を提供する。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

図１は本発明による光ディスク装置の一実施例を示すブロック図である。図に示すように、本光ディスク装置は、光ディスク１０１をディスクモータ１０５にてにて回転させ、ディスク１０１からデータを再生する。ディスクモータ１０５の回転数は、回転数検出回路１１５でＦＧ信号として検出する。ピックアップ１０２は、スレッドモータ１０３によりディスク１０１の径方向に移動し、対物レンズ１０４にてレーザ光を集光してディスク１０１に照射するとともに、反射したレーザ光を集光する。

信号処理部１０７はピックアップ１０２で検出した信号から、ＲＦ信号、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号等を生成し、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）１０９に送る。

ＤＳＰ１０９内のＲＦ信号２値化回路１１２は、上記ＲＦ信号を２値化し、パルスの立ち上がりから立下りまでの長さが、３Ｔ，４Ｔ〜１１Ｔ，１４Ｔの１０通りの長さを持つパルスを生成する。ＰＬＬ制御回路１１１は、ＲＦ信号２値化回路１１２で生成した３Ｔ，４Ｔ〜１１Ｔ，１４Ｔの１０通りのパルスをそれぞれ正しく認識するために、最長のパルスである１４Ｔに対してＰＬＬクロックを合わせる。これにより、他の３Ｔ〜１１Ｔのパルスをそれぞれ認識することができる。デコード部１１３は、ＰＬＬ制御回路１１１で認識したパルスを基にデータをデコードする。

サーボ部１１４は、上記トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号等を基に、トラッキング制御用、フォーカス制御用信号を生成する。そして、増幅器１０６にて信号を増幅して、ディスクモータ１０５、スレッドモータ１０３、ピックアップ１０２へサーボ信号を送る。

マイコン１０８および外部のホストコンピュータ１１６は、ＩＦ１１０を介してＤＳＰ１０９の動作を制御する。

本実施例では、光ディスク１０１からの信号再生動作中において、後述する手順でサーボ系の調整を行う。すなわち、ディスク１０１には規格とは異なるピット長（またはチャンネルビットレート）の信号が記録されている場合を想定し、そのピット長を測定する。ピット長を示す情報として、上記ＰＬＬ制御回路１１１から取得するＰＬＬクロック周波数や、上記デコード部１１３がデコードするセクターの数を用いる。測定したピット長を規格で定められたピット長と比較し、サーボ部１１４のトラッキングサーボゲインを求めて、設定する。

ピット長を変更した場合、その影響はデータ量だけではなくトラッキングエラー信号にも現れる。例えば、ピット長を２倍（ビットレートを１／２）にした場合、トラッキングエラー信号の振幅は通常の１／２となる。これはＤＰＤ信号の生成方法による特性で、トラッキングエラー信号振幅（ＤＰＤ出力）は、ピット長（ピット数）に依存するからである。正常でない振幅のままトラッキング制御を行うと、トラッキングサーボゲインの低下や、外れ、また、デトラック量（中心ずれ）の相対的な増大によるリーダビリィティの低下を招く可能性がある。本実施例では、ピット長（チャンネルビットレート）の変化に対して、サーボゲイン設定を補正することで、安定再生を実現するものである。

以下図２〜図４を用いて、本発明の原理となる、ピット長とトラッキングエラー振幅の関係を説明する。

図２は、ＤＰＤ方式に基づくトラッキングエラー信号の生成を説明する図である。図２（ａ）は、回路構成ブロックを示し、図２（ｂ）は各部の信号波形を示す。光ディスクからの反射光は、領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分割された４分割光検出器２０１にて検出される。ディスク上のピット２１１にレーザースポット２１０を照射し、ピットとレーザースポットが重なると、その領域の反射光は減少する。加算器２０２は領域Ａと領域Ｃの出力を加算し（Ａ＋Ｃ）、加算器２０３は領域Ｂと領域Ｄの出力を加算する（Ｂ＋Ｄ）。２値化回路２０４，２０５はそれぞれの加算された出力を２値化し、それぞれ信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂとする。位相比較器２０６は２値化された信号Ｓ１ａとＳ１ｂのパルスについて位相比較を行い、その結果位相差信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂとして出力する。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０７，２０８は、位相差信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂを積分（ディスク１回転の期間で積分）する。減算器２０９はＳ２ａの積分値からＳ２ｂの積分値を減算することで、トラッキングエラー（ＴＥ）信号を生成する。

レーザースポットの中心がピット幅中心と重なる場合（トラッキングずれなし）は、信号Ｓ１ａとＳ１ｂのパルスに位相差は発生しないが、ずれた場合には信号Ｓ１ａとＳ１ｂのパルスに位相差が生じる。この位相差を検出してＬＰＦにて積分し、互いの差分をとってトラッキングエラー（ＴＥ）信号とする。このトラッキングエラー（ＴＥ）信号に基づいて、サーボ信号を生成し、トラッキング制御を行う。

図３は、ディスク上のピット長を変えたピット形状の一例を示す図である。ここでは、符号３Ｔ，１４Ｔにおける、通常ピット、１／２倍長ピット、２倍長ピットの例を示す。このように、規格では各符号ごとに通常ピットで示されるピット長が定められているが、これを通常の１／２倍、２倍の長さとした場合について、トラッキングエラー（ＴＥ）信号への影響を説明する。

図４は、各ピット長に対するトラッキングエラー（ＴＥ）信号の振幅を示す図である。いずれもある所定区間（例えばディスク半回転）で、トラッキングずれ量が正方向（例えば外周側）から負方向（内周側）に一定幅で生じている場合である。

図４（ａ）は、通常ピットの場合の位相差信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂと、トラッキングエラー（ＴＥ）信号を示す。図４（ｂ）は１／２倍長ピットの場合のＳ２ａ，Ｓ２ｂと、ＴＥ信号を示す。ディスクの所定区間でのピット数は２倍となるので、Ｓ２ａ，Ｓ２ｂのパルス数は２倍になる。その結果、これを積分したＴＥ信号の振幅も２倍となる。一方図４（ｃ）は２倍長ピットの場合のＳ２ａ，Ｓ２ｂと、ＴＥ信号を示す。ディスクの所定区間でのピット数は１／２倍となるので、Ｓ２ａ，Ｓ２ｂのパルス数は１／２倍になる。その結果、ＴＥ信号の振幅も１／２倍となる。

このように、ＤＰＤ方式に基づくトラッキングエラー（ＴＥ）信号の振幅は、ピット長に反比例することになる。ＴＥ信号の振幅が変化したままトラッキングサーボ信号を生成すると、正常なサーボ制御が実行できないので、ＴＥ信号の振幅の変化を補償するようにサーボ系のゲイン補正を行う。

図５は、ピット長変更に対する好適なサーボゲインを示す図である。サーボゲインＧはピット長Ｐに比例させるように補正することにより、トラッキングサーボ特性を一定に保つことができる。これにより、正常なトラッキング制御を実行することができる。この動作は、図１において、例えばＰＬＬ制御回路１１１がピット長の変化を検出する。その結果に応じて、サーボ部１１４のトラッキングサーボゲイン設定を調整することで実現する。

図６は、ピット長の変化をＰＬＬクロック周波数から検出する方法の一例を示す図である。図では、ピット長を変えた場合に、ＰＬＬクロック周波数がどのように変化するかを示す。なおこのＰＬＬクロック周波数は、図１のＰＬＬ制御回路１１１から取得する。

図６（ａ）は通常ピットの場合で、符号１４Ｔパルスに対するＰＬＬクロックの基本クロック数を１４０クロックとした場合である。（ｂ）は１／２倍長ピットの場合で、１４Ｔパルスの長さが通常の１／２倍になる。１４Ｔパルスには同様に１４０クロックが対応するので、ＰＬＬクロック周波数は２倍に変化する。（ｃ）は２倍長ピットの場合で、１４Ｔパルスの長さが通常の２倍になる。１４Ｔパルスには同様に１４０クロックが対応するので、ＰＬＬクロック周波数は１／２倍に変化する。このように、ピット長とＰＬＬクロック周波数とは反比例の関係にあるので、ＰＬＬクロック周波数を検出することでピット長の変化を容易に求めることができる。

図７は、本発明に係る光ディスク装置におけるサーボ系調整方法の一例を示すフローチャートである。ここでは、図６のＰＬＬクロック周波数を基に調整する場合を示す。

ステップＳ７０１では、図６で述べたＰＬＬクロック周波数を測定する。これは、現在読み出し位置の１４Ｔパルスに対するＰＬＬクロック周波数を、図１のＰＬＬ制御回路１１１から取得する。取得したＰＬＬクロック周波数をＣＬＫｍとする。

ステップＳ７０２では、現在読み出し位置からその位置に応じた基準となるＰＬＬクロック周波数ＣＬＫｃを式（１）の計算で求める。
ＣＬＫｃ＝２４／ｒ＊ＣＬＫ０ （１）
ここにＣＬＫ０は、半径２４ｍｍ位置における１４Ｔパルスに対するＰＬＬクロック周波数（基準値）。ｒは現在読み出し位置の半径で、現在のアドレス値、セクター長、トラックピッチから求める。

ステップＳ７０３では、ＰＬＬクロック周波数の測定値ＣＬＫｍと計算値ＣＬＫｃを比較する。本実施例の制御では、両者は完全に一致するかどうかを判断する必要はない。例えば、両者の差が１０％以内であれば一致しているとみなし、１０％を超えている場合は異なると判断すれば、実用上十分である。

測定値と計算値とが異なると判断した場合、ステップＳ７０４では、トラッキングサーボゲインを計算する。ここでは、測定したＰＬＬクロック周波数ＣＬＫｍに反比例するようにサーボゲインを補正する。すなわち、設定済みのゲインＧ０に対し、新たなゲインＧを（２）式で計算する。
Ｇ＝ＣＬＫｃ／ＣＬＫｍ＊Ｇ０ （２）
この補正により、図５で述べたように、ピット長に比例させてゲインを補正することができる。

ステップＳ７０４では、（２）式で計算したゲインＧにてサーボ系を設定する。そして、設定したサーボ系のもとで、データ再生を開始する。

本実施例では、このようなピット長の変化に対して、サーボゲインを調整することで安定なデータ再生を実現する。しかもこの調整は、データ再生と並行して行うことができるので、従来のサーボ系の設定をやり直す方法に比較し極めて短時間で実施することができる。

よって、サーボ不調に伴う再生性能の低下を未然に回避し、再生データが途切れることによる映像や音声などが停止もなく、ユーザーに対し不快感と不便さを与えることがない。

前記実施例では、ＰＬＬクロック周波数を基にサーボ系を調整する場合を述べた。本実施例では、他の例としてセクター数を基に調整する場合を述べる。

図８は、ピット長の変化をディスク１回転当りのセクター数から検出する方法の一例を示す図である。図では、ピット長を変えた場合に、半径２４ｍｍ地点でのセクター数がどのように変化するかを示す。ディスクの回転は、図１の回転数検出器１１５のＦＧ信号で検知する。図では、ＦＧ信号６パルスがディスク１回転に対応する。この間に、図１のデコーダ部１１３がデコードするセクターの数をカウントする。

図８（ａ）は通常ピットの場合であり、セクターは所定数のピットで構成される。（ｂ）は１／２倍長ピットの場合で、セクター長はピット長に依存して通常の１／２倍となる。その結果、１回転当りのセクター数は２倍に変化する。（ｃ）は２倍長ピットの場合で、セクター長は通常の２倍となる。その結果、１回転当りのセクター数は１／２倍に変化する。このように、ピット長と１回転当りのセクター数とは反比例の関係にあるので、１回転当りのセクター数を検出することでピット長の変化を容易に求めることができる。

図９は、本発明に係る光ディスク装置におけるサーボ系調整方法の他の例を示すフローチャートである。ここでは、図８のセクター数を基に調整する場合を示す。

ステップＳ９０１では、図８で述べた現在アドレスを含むディスク１回転分のセクター数を測定する。これは、図１の回転数検出回路１１５より出力されるＦＧ信号から、ディスク１回転の期間を検出し、デコーダ部１１３によって抽出されたセクター数を１回転期間分測定する。測定したセクター数をＳＮｍとする。

ステップＳ９０２では、現在のアドレスに対するそのアドレスに応じた基準となるセクター数ＳＮｃを式（３）の計算で求める。
ＳＮｃ＝２π＊ｒ／Ｓ１ （３）
ここにＳ１はセクター１個の長さ（基準値）で、チャンネルビット長と１セクター当りのビット数の積である。ｒは現在読み出し位置の半径で、現在のアドレス値、セクター長、トラックピッチから求める。

ステップＳ９０３では、セクター数の測定値ＳＮｍと計算値ＳＮｃを比較する。本実施例の制御では、両者は完全に一致するかどうかを判断する必要はない。例えば、両者の差が１０％以内であれば一致しているとみなし、１０％を超えている場合は異なると判断すれば、実用上十分である。

測定値と計算値とが異なると判断した場合、ステップＳ９０４では、トラッキングサーボゲインを計算する。ここでは、測定したセクター数ＳＮｍに反比例するようにサーボゲインを補正する。すなわち、設定済みのゲインＧ０に対し、新たなゲインＧを（４）式で計算する。
Ｇ＝ＳＮｃ／ＳＮｍ＊Ｇ０ （４）
この補正により、図５で述べたように、ピット長に比例させてゲインを補正することができる。

ステップＳ９０４では、（４）式で計算したゲインＧにてサーボ系を設定する。そして、設定したサーボ系のもとで、データ再生を開始する。

本実施例においても、このようなピット長の変化に対して、サーボゲインを調整することで安定なデータ再生を実現する。しかもこの調整は、データ再生と並行して行うことができるので、従来のサーボ系の設定をやり直す方法に比較し極めて短時間で実施することができる。

よって、サーボ不調に伴う再生性能の低下を未然に回避し、再生データが途切れることによる映像や音声などが停止もなく、ユーザーに対し不快感と不便さを与えることがない。

上記各実施例では、ディスクに記録されたデータのピット長の変化に着目してサーボゲインを調整することを説明した。本発明はこれに限ることなく、パラメータとしてチャンネルビットレートやこれに等価なパラメータに着目しても同様に有効であることは言うまでもない。

また上記各実施例では、ピット長の変化に対してサーボゲインを調整することを説明したが、他の調整方法として、検出したトラッキングエラー信号の振幅がピット長が変化する前の状態と同等になるよう、トラッキングエラー信号のゲインを調整する方式でも対応可能である。

本発明による光ディスク装置の一実施例を示すブロック図。 ＤＰＤ方式に基づくトラッキングエラー信号の生成を説明する図。 ディスク上のピット長を変えたピット形状の一例を示す図。 各ピット長に対するトラッキングエラー（ＴＥ）信号の振幅を示す図。 ピット長変更に対する好適なサーボゲインを示す図。 ピット長の変化をＰＬＬクロック周波数から検出する方法の一例を示す図。 本発明に係るサーボ系調整方法の一例を示すフローチャート。 ピット長の変化をセクター数から検出する方法の一例を示す図。 本発明に係るサーボ系調整方法の他の例を示すフローチャート。

符号の説明

１０１…光ディスク、１０２…光ピックアップ、１０５…ディスクモータ、１０６…増幅器、１０７…信号処理部、１１１…ＰＬＬ制御回路、１１２…ＲＦ信号２値化回路、１１３…デコーダ部、１１４…サーボ部、２０１…４分割光検出器、２０６…位相比較器、２０９…減算器、２１０…レーザースポット、２１１…ディスク上のピット。

Claims (7)

1. トラック上にピット列によりデータが記録された光ディスクを再生する光ディスク装置において、
   装着された光ディスクから信号を検出する光ピックアップと、
   該光ピックアップにて検出した信号から再生するデータのピット長を検出するピット長検出手段と、
   該光ピックアップに対するトラッキングサーボのゲイン値を可変するサーボゲイン可変手段と、
   該サーボゲイン可変手段のゲイン値を制御する制御手段と、を備え、
   該制御手段は、上記ピット長検出手段にて検出したピット長をＰとし、規格で定められたピット長をＰ_０とするとき、上記サーボゲイン可変手段に対しサーボ系のゲイン値を所定値の略Ｐ／Ｐ_０倍に設定させ、
   該設定したサーボ系にて上記データを再生することを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１記載の光ディスク装置において、
   前記ピット長検出手段は、前記光ディスクのデータ信号からクロック周波数を測定するものであり、前記制御手段は、該測定したクロック周波数と再生するデータ位置から算出される基準のクロック周波数との比に基づき、前記サーボ系のゲイン値を設定することを特徴とする光ディスク装置。
3. 請求項１記載の光ディスク装置において、
   前記ピット長検出手段は、前記光ディスクの１周当たりのセクター数をカウントするものであり、前記制御手段は、該カウントしたセクター数と再生するデータ位置から算出される基準のセクター数との比に基づき、前記サーボ系のゲイン値を設定することを特徴とする光ディスク装置。
4. トラック上にピット列によりデータが記録された光ディスクを再生する光ディスク装置のサーボ系調整方法において、
   装着された光ディスクから再生するデータのピット長Ｐを検出し、
   規格で定められたピット長をＰ_０とするとき、サーボ系のゲイン値を所定値の略Ｐ／Ｐ_０倍に設定し、
   該設定したサーボ系にて上記データを再生することを特徴とする光ディスク装置のサーボ系調整方法。
5. 請求項４に記載の光ディスク装置のサーボ系調整方法において、
   前記ピット長Ｐの検出は、前記光ディスクのデータ信号からクロック周波数を測定するものであり、再生するデータ位置から算出される基準のクロック周波数との比に基づき、前記サーボ系のゲイン値を変更することを特徴とする光ディスク装置のサーボ系調整方法。
6. 請求項４に記載の光ディスク装置のサーボ系調整方法において、
   前記ピット長Ｐの検出は、前記光ディスクの１周当たりのセクター数をカウントするものであり、再生するデータ位置から算出される基準のセクター数との比に基づき、前記サーボ系のゲイン値を設定することを特徴とする光ディスク装置のサーボ系調整方法。
7. トラック上にピット列によりデータが記録された光ディスクを再生する光ディスク装置のサーボ系調整方法において、
   装着された光ディスク上のピット長Ｐが規格で定めたピット長Ｐ_０と異なる場合、該光ディスクに対するトラッキングサーボの特性が目標の特性となるようにサーボ系のゲイン値を設定し、
   該設定したサーボ系にて上記データを再生することを特徴とする光ディスク装置のサーボ系調整方法。

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