JP2008305515A - Optical disk player - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光ディスクの再生装置に関し、特に光ディスクを再生する際に発生するディスクノイズを低減して伝送系SN比(Signal to Noise ratio)を向上し、再生信号のエラーレートを改善する光ディスク再生装置に関する。 The present invention relates to an optical disk playback apparatus, and more particularly to an optical disk playback apparatus that improves disk-to-signal-to-noise ratio (SNR) by reducing disk noise that occurs when playing back an optical disk and improving the error rate of a playback signal. .
本技術分野の背景技術としては、例えば、特許文献1に記載の技術がある。特許文献1には、フィードフォワード型量子化直流再生回路(DFF)が開示されており、DFFは、高域通過フィルタ、遅延素子、第1識別回路、低域通過フィルタ、ボリューム、加算回路、第2識別回路で構成する、ことが開示されている。
As background art in this technical field, for example, there is a technique described in
DVDに代表される光ディスクの市場においては、記録情報の大容量化に適応するため高密度化が進んでおり、最近では光源として青色レーザを使用するBlu−ray、HD−DVDが製品化された。このうちBlu−rayディスク規格では、現在のDVDにおけるレーザ波長660nm、対物レンズ開口数0.60に対し、青色レーザ(波長405nm)、対物レンズ開口数0.85を使用してDVDの約5倍の記録容量となる片面25GBを実現した。また、青色レーザの高出力化によって複数層媒体の記録も可能となり、たとえば2層ディスクでは片面で50GBの情報データを記録再生できる。この大記録容量化への開発は今後も多層化技術開発を中心として推進されると予測されている。 In the optical disc market represented by DVD, the density has been increased to adapt to the increase in capacity of recorded information. Recently, Blu-ray and HD-DVD using a blue laser as a light source have been commercialized. . Of these, the Blu-ray disc standard uses a blue laser (wavelength of 405 nm) and an objective lens numerical aperture of 0.85 compared to the DVD with a laser wavelength of 660 nm and an objective lens numerical aperture of 0.60. A single-sided 25 GB recording capacity is realized. Also, recording of a multi-layer medium is possible by increasing the output of the blue laser. For example, 50 GB of information data can be recorded / reproduced on one side of a double-layer disc. It is predicted that the development for increasing the recording capacity will continue to be promoted mainly in the development of multilayer technology.
青色レーザの採用を採用することにより短波長化が図れ記録密度は向上したが、波長はこれ以上短くできないので今後は現行の信号伝送系を改善し線記録密度を上げるか、前述したように記録膜の多層化によって大容量化を進めて行く必要がある。この中で信号伝送系に着目すると、Blu−rayディスクではディスク固有の低域周波数帯のノイズが大きく、SN比を大きく低下させているという課題がある。 By adopting a blue laser, the wavelength can be shortened and the recording density is improved. However, since the wavelength cannot be shortened any longer, the current signal transmission system will be improved to increase the linear recording density, or recording as described above. It is necessary to increase the capacity by increasing the number of layers of the film. Focusing on the signal transmission system among these, the Blu-ray disc has a problem that the noise in the low frequency band inherent to the disc is large and the SN ratio is greatly reduced.
光ディスク装置においては、低域周波数は伝送信号ビット周波数のおよそ1/2000まで伝送する必要があり、この低域ディスクノイズを低減するために高域通過フィルタを挿入すると伝送信号そのものの低域成分欠落によって、かえって伝送系のエラーレートを悪化させることになる。 In the optical disk apparatus, it is necessary to transmit the low frequency up to about 1/2000 of the transmission signal bit frequency. If a high pass filter is inserted to reduce the low frequency disk noise, the low frequency component of the transmission signal itself is missing. As a result, the error rate of the transmission system is worsened.
このようなディスク再生装置に対して回転ヘッドを使用した高密度磁気記録再生装置においては、ロータリートランスの低域遮断特性による信号劣化があるため、直流成分の少ないデータ変調方式が使用される。また直流成分のある変調方式を使用している場合には検出方式に直流成分を必要としない微分検出や、クラス4パーシャルレスポンスを適用し、場合によっては、上記特許文献1に記載のようなロータリートランスの低域遮断特性を補償するための直流再生回路が適用されている。
In such a high-density magnetic recording / reproducing apparatus using a rotating head with respect to such a disk reproducing apparatus, there is a signal deterioration due to the low-frequency cutoff characteristic of the rotary transformer, and therefore a data modulation method with a small DC component is used. Further, when a modulation method having a DC component is used, differential detection that does not require a DC component or a
本発明の目的は、簡単な回路構成で信号伝送系のSN比を向上し、記録膜1層当りの記録容量を増加させることができる光ディスク再生装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an optical disk reproducing apparatus capable of improving the S / N ratio of a signal transmission system with a simple circuit configuration and increasing the recording capacity per one recording film.
上記目的は、例えば、特許請求の範囲に記載の発明により達成される。 The above object can be achieved, for example, by the invention described in the claims.
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば次のとおりである。 The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
本発明に従う光ディスク再生装置は、ディスク上にらせん状に形成されたデータトラックにレーザビームを照射し、その反射光の強度により記録されているデータを再生するようにした光ディスク再生装置において、前記レーザビームをオントラックさせた状態でディスク半径方向へ移動させるサーボ回路と、前記レーザビームの反射光強度を電圧に変換するアンプと、前記アンプの出力信号の符号間干渉を補正する波形等化回路と、前記波形等化回路の出力信号からディスクノイズを除去するための高域通過フィルタと、前記高域通過フィルタの出力信号を遅らせるための遅延回路と、前記波形等化回路のアナログ出力信号を2値化する識別回路と、前記識別回路の出力信号の低域成分を検出する低域通過フィルタと、前記低域フィルタの出力信号レベルを可変するためのアッテネータ回路と、前記アッテネータ回路の出力信号と前記遅延回路の出力信号を加算する加算回路とを備え、前記加算回路の出力信号で以降の再生信号処理を行う。 An optical disk reproducing apparatus according to the present invention is an optical disk reproducing apparatus in which a data track formed in a spiral shape on a disk is irradiated with a laser beam and data recorded by the intensity of reflected light is reproduced. A servo circuit that moves the beam in the radial direction with the beam on track, an amplifier that converts the reflected light intensity of the laser beam into a voltage, and a waveform equalization circuit that corrects intersymbol interference of the output signal of the amplifier; A high-pass filter for removing disc noise from the output signal of the waveform equalizer, a delay circuit for delaying the output signal of the high-pass filter, and an analog output signal of the waveform equalizer 2 A discriminating circuit for converting into a value, a low-pass filter for detecting a low-frequency component of an output signal of the discriminating circuit, and a low-pass filter And attenuator for varying the force signal level, and an adding circuit for adding the output signal of the output signal and the delay circuit of the attenuator circuit, performs reproduction signal processing after the output signal of the adder circuit.
本発明に従う光ディスク再生装置においては、前記波形等化回路のアナログ出力信号と、前記アッテネータ回路の出力信号とを加算する第2の加算回路を設け、前記第2の加算回路の出力信号を前記識別回路に入力することが好ましい。 In the optical disk reproducing device according to the present invention, a second addition circuit for adding the analog output signal of the waveform equalization circuit and the output signal of the attenuator circuit is provided, and the output signal of the second addition circuit is identified. Input to the circuit is preferred.
本発明によれば、簡単な回路構成でディスクノイズを低減して伝送系のSN比を向上し、ディスク1層当りの記録容量を増加させることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the disk noise with a simple circuit configuration, improve the SN ratio of the transmission system, and increase the recording capacity per disk layer.
以下、本発明の実施形態を図を用いて説明する。しかし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、この発明の精神から離れることなくして、部品・要素を数多く再配列、変更、および取り替えることが可能である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and many parts and elements can be rearranged, changed, and replaced without departing from the spirit of the present invention.
図1は本発明による光ディスク再生装置のブロック図であり、1はディスク、2はモータ、3はサーボ回路、4はピックアップ、5はRFアンプ、6はイコライザ回路、7は高域通過フィルタ、8は識別回路、9は低域通過フィルタ、10はアッテネータ回路、11は加算回路、12は遅延回路、13はPLL回路、14は再生系信号処理回路、15は信号処理回路、16はレーザビーム、17は光ディスク再生装置、18はドライブ制御装置である。 FIG. 1 is a block diagram of an optical disk reproducing apparatus according to the present invention. 1 is a disk, 2 is a motor, 3 is a servo circuit, 4 is a pickup, 5 is an RF amplifier, 6 is an equalizer circuit, 7 is a high-pass filter, 8 Is a low-pass filter, 10 is an attenuator circuit, 11 is an adder circuit, 12 is a delay circuit, 13 is a PLL circuit, 14 is a reproduction system signal processing circuit, 15 is a signal processing circuit, 16 is a laser beam, Reference numeral 17 denotes an optical disk playback device, and 18 denotes a drive control device.
まず、光ディスク再生装置17の基本的な動作について説明する。たとえばBlu−Ray方式の1回書きディスクであるBD−Rディスク1が挿入されるとモータ2、サーボ回路3によってディスク1を回転させ、ピックアップ4から照射されるレーザビーム16、RFアンプ5、イコライザ回路6、信号処理回路15中のPLL回路13、再生系信号処理回路14によってディスク1上に記録されたコントロール信号などの情報を読み取り、ディスク媒体判別が行われる。ここで挿入されたディスク1がBD−Rと判別されると光ディスク再生装置17は動作待ち状態となり、その後はたとえばホストコンピュータで構成されるドライブ制御装置18の指令に基づきデータの再生状態に制御される。
First, the basic operation of the optical disc playback apparatus 17 will be described. For example, when a BD-
再生時にはサーボ回路3はディスク1を所定のスピードで回転させ、レーザビーム16のフォーカスおよびトラッキング制御を行って内周から外周に向かってらせん状に形成される1本の記録トラックを走査させるとともに、レーザビーム16の反射光を検出して再生信号をRFアンプ5から得る。
During reproduction, the
RFアンプ5の出力信号はまずイコライザ回路6に送られ波形等化を行った後、信号処理回路15に送られる。信号処理回路15では、再生された信号から伝送クロックを検出するPLL回路13、伝送系をパーシャルレスポンスに適合させるパーシャルレスポンス再生回路(図示せず)などによってデータ再生が行われ、再生された記録データ列は一旦バッファメモリに格納される。再生系信号処理回路14では、バッファメモリに格納されているデータを順次読み出し、同期信号検出回路、復調回路、誤り検出訂正回路などの回路動作(図示せず)によってディスク1に記録されている情報データを再生する。
The output signal of the
図2に一般的なBlu−rayディスクのRFアンプ出力でのノイズ周波数特性を示す。図2はたとえばBlu−ray フォーマットの最高周波数となる2T−2T繰り返し信号を2倍速のモードで再生し、RFアンプ5の出力端子におけるノイズスペクトルを測定した例を示したもので、40MHzのノイズレベルを0dBとしてプロットしている。周波数20MHz以下で大きく盛り上がっている部分がディスクノイズ、周波数40MHz以上はアンプノイズの周波数特性によるものである。これらの特性は使用するディスク1、ピックアップ4、RFアンプ5によって変化する。
FIG. 2 shows a noise frequency characteristic at an RF amplifier output of a general Blu-ray disc. FIG. 2 shows an example in which a 2T-2T repetitive signal having the highest frequency of the Blu-ray format is reproduced in the double speed mode and the noise spectrum at the output terminal of the
伝送系のSN比はイコライズ後のキャリア信号レベルと伝送帯域内ノイズの積分値との比で表すことができる。 The SN ratio of the transmission system can be expressed by the ratio between the equalized carrier signal level and the integrated value of the noise in the transmission band.
図3は図2と同様の測定方法でイコライザ回路6の出力端子におけるノイズスペクトルを測定したものである。イコライザ回路6は高域持ち上げ特性であるので、図3に示すように低域のノイズの影響は少なくなるが、10MHz以下のノイズは下がりきらずノイズ積分値を悪化させている。この低域ノイズを低減すれば伝送系SN比が増し、エラーレートの改善、装置の動作信頼性向上を図れる。また、SN比の向上によりさらなる高密度記録化も可能になる。
FIG. 3 shows the noise spectrum measured at the output terminal of the
本実施形態では、イコライザ回路6の出力に高域通過フィルタ7を接続してディスクノイズを低減し、またこの高域通過フィルタ7を介することによって失われる伝送信号の低域成分を、高域通過フィルタ7の後段に接続された識別回路8、低域通過フィルタ9、アッテネータ回路10、加算回路11、遅延回路12で構成される直流再生回路によって復元する。
In this embodiment, a high-
イコライザ回路6の出力信号はまず高域通過フィルタ7に入力され、低域のディスクノイズがカットされる。次にこの出力信号を識別回路8に入力し、2値のディジタル信号に変換した後に低域通過フィルタ9によって入力してきたディジタル信号列の低域成分を検出する。最後にアッテネータ回路10によって低域通過フィルタ9の出力信号振幅を適正な値に調整して、遅延回路12を通過してきた高域通過フィルタ7の出力信号と加算する。この動作により、高域通過フィルタ7を通すことによって失われた伝送信号の低域周波数成分がSN比を悪化させること無く復元される。また、高域通過フィルタ7を通すことによってディスクノイズは減少しているため、総合的に伝送信号のSN比を改善することができる。
The output signal of the
図4に本発明による識別回路の一回路構成を示す。図4において、19は2値化回路、20はDフリップフロップ回路である。イコライザ回路6の出力信号はまず2値化回路19によって1、0のディジタル信号に変換され、PLL回路13の出力クロック信号のタイミングでDフリップフロップ回路20を動作させ、ディジタル信号列に変換している。
FIG. 4 shows a circuit configuration of the identification circuit according to the present invention. In FIG. 4, 19 is a binarization circuit, and 20 is a D flip-flop circuit. The output signal of the
図5に各部信号波形の一例を示す。再生され、波形等化処理された信号(a)は高域通過フィルタ7を通過することにより低域のディスクノイズおよび伝送信号の低域成分が失われるため、(b)に示したように全体が直流的に揺らいだものとなる。次にこの信号を識別回路8によりディジタル信号列に変換し、低域通過フィルタ9を通過させることによって、ディジタル信号列中の直流成分を抽出する(c)。最後に(b)および(c)の信号を加算回路11で加算すれば、ディスク低域ノイズが除去された元の再生信号を得ることができる。この信号は再び2値化されるか、あるいはパーシャルレスポンス方式などによって、処理される。また、遅延回路12は低域通過フィルタ8による信号伝送遅延時間を補償するために設けている。
FIG. 5 shows an example of each part signal waveform. Since the reproduced signal (a) subjected to the waveform equalization process passes through the high-
アッテネータ回路10の減衰比(加算回路11の加算比)は、信号処理回路15によって制御され、具体的には同期信号の検出率、再生信号のエラーレートなどの情報信号が参照される。また一般的にイコライザ回路6の出力信号は、AGC(Auto gain control)回路動作により一定レベルとなっているので、このアッテネータ回路10の減衰比は、ディスクローディング時などで一度決定すれば、あとは変更する必要は無い。
The attenuation ratio of the attenuator circuit 10 (addition ratio of the adder circuit 11) is controlled by the
図1に示した回路はフィードフォワード構成であるため、不適切な加算比を選択したとしても発振することなく、簡単な制御で常に安定した動作が得られる効果がある。特に特殊再生時などでたとえばトラックジャンプなどを行っている場合に再生信号レベルが低下するため、加算量を調整するような制御を行うことも可能であるが、そのまま同一量を加算しても系が発振することは無い。 Since the circuit shown in FIG. 1 has a feed-forward configuration, even if an inappropriate addition ratio is selected, there is an effect that a stable operation can always be obtained with simple control without oscillation. In particular, the playback signal level decreases when performing, for example, track jumping during special playback, etc., so it is possible to perform control to adjust the addition amount. Does not oscillate.
高域通過フィルタ7、低域通過フィルタ9のカットオフ周波数は高く選ぶほどディスクノイズを低減できるが、直流再生回路の動作可能範囲を考慮して、信号伝送ビット周波数の1/30以下に設定することが望ましい。また、基本的には両者のカットオフ周波数は同一設定値とする。
The higher the cut-off frequency of the high-
図6に本発明による第2の実施形態を示す。図1に示した同一部品は同一番号で示し、21は第2アッテネータ回路、22は第2加算回路である。 FIG. 6 shows a second embodiment according to the present invention. The same parts shown in FIG. 1 are denoted by the same numbers, 21 is a second attenuator circuit, and 22 is a second adder circuit.
図6においては図1の実施形態に対し抽出したディジタル信号列の低域成分を第2アッテネータによって振幅を低下させた後に、第2加算回路によって波形等化回路7の出力信号と加算するようにした。このように低域成分検出回路側にも検出した低域成分をフィードバック加算することにより、PLL回路13の動作安定性を向上させるとともに、直流検出用信号であるディジタルデータ列の再生品質が向上して低域信号検出精度を高めることができる。この場合、再生信号データ列の直流成分が検出できればよいので、第2アッテネータ回路21の出力信号振幅の厳密な制御は不要である。
In FIG. 6, after the amplitude of the low frequency component of the digital signal sequence extracted with respect to the embodiment of FIG. 1 is reduced by the second attenuator, it is added to the output signal of the
図6の実施形態では第2アッテネータ回路21は低域通過フィルタ9に接続しているが、第2アッテネータ回路21の出力信号振幅はアッテネータ回路10の出力信号振幅よりも必ず小さいため、アッテネータ回路10に接続してもよい。
In the embodiment of FIG. 6, the
図6に示した回路はフィードバック構成となるが、第2アッテネータ回路21の出力信号振幅を制限することにより発振することなく、安定した動作が得られる。ただし本実施形態では前述した実施例とは異なり、特殊再生時などでたとえばトラックジャンプなどを行っている場合には、第2アッテネータ回路21の出力信号振幅を制御しないと、再生信号レベルの低下に対し相対的に加算量が増すことになり、再生信号振幅が著しく低下した場合には系が発振する可能性がある。そのため、再生信号振幅検出による加算比の制御動作が必要になる。
Although the circuit shown in FIG. 6 has a feedback configuration, stable operation can be obtained without oscillation by limiting the output signal amplitude of the
以上、本発明の詳細をBlu−ray ディスク再生装置を例として説明してきたが記録媒体はこれに限らず、HD−DVD装置、DVD装置、CD装置などのディスク再生装置に対しても適用できる。 The details of the present invention have been described above by taking the Blu-ray disc playback device as an example, but the recording medium is not limited to this, and the present invention can also be applied to disc playback devices such as HD-DVD devices, DVD devices, and CD devices.
1‥ディスク、2‥モータ、3‥サーボ回路、4‥ピックアップ、
5‥RFアンプ、6‥イコライザ回路、7‥高域通過フィルタ、
8‥識別回路、9‥低域通過フィルタ、10‥アッテネータ回路
11‥加算回路、12‥遅延回路、13‥PLL回路、14‥再生系信号処理回路、
15‥信号処理回路、16‥レーザビーム、17‥光ディスク再生装置、
18‥ドライブ制御装置、19‥2値化回路、20‥Dフリップフロップ回路、
21‥第2アッテネータ回路、22‥第2加算回路
1. Disk, 2. Motor, 3. Servo circuit, 4. Pickup,
5. RF amplifier, 6. Equalizer circuit, 7. High pass filter,
8...
15... Signal processing circuit, 16... Laser beam, 17.
18... Drive control device, 19... Binary circuit, 20.
21... Second attenuator circuit, 22.
Claims (2)
前記レーザビームをオントラックさせた状態でディスク半径方向へ移動させるサーボ回路と、
前記レーザビームの反射光強度を電圧に変換するアンプと、
前記アンプの出力信号の符号間干渉を補正する波形等化回路と、
前記波形等化回路の出力信号からディスクノイズを除去するための高域通過フィルタと、
前記高域通過フィルタの出力信号を遅らせるための遅延回路と、
前記波形等化回路のアナログ出力信号を2値化する識別回路と、
前記識別回路の出力信号の低域成分を検出する低域通過フィルタと、
前記低域フィルタの出力信号レベルを可変するためのアッテネータ回路と、
前記アッテネータ回路の出力信号と前記遅延回路の出力信号を加算する加算回路とを備え、
前記加算回路の出力信号で以降の再生信号処理を行うことを特徴とする光ディスク再生装置。 In an optical disk reproducing apparatus for reproducing data recorded by the intensity of reflected light by irradiating a data track formed in a spiral shape on a disk with a laser beam,
A servo circuit for moving the laser beam in the radial direction of the disk in an on-track state;
An amplifier for converting the reflected light intensity of the laser beam into a voltage;
A waveform equalization circuit for correcting intersymbol interference of the output signal of the amplifier;
A high-pass filter for removing disk noise from the output signal of the waveform equalization circuit;
A delay circuit for delaying the output signal of the high-pass filter;
An identification circuit for binarizing the analog output signal of the waveform equalization circuit;
A low-pass filter for detecting a low-frequency component of the output signal of the identification circuit;
An attenuator circuit for varying the output signal level of the low-pass filter;
An adder circuit for adding the output signal of the attenuator circuit and the output signal of the delay circuit;
An optical disk reproducing apparatus that performs subsequent reproduction signal processing on the output signal of the adder circuit.
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