JP2009015912A - 光ディスク装置、光ディスク装置用コントローラ、および欠陥検出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】短い周期で振幅が変動するディフェクトが混入していても、光ディスクの欠陥を検出し、よりディフェクトに強い再生を行う。
【解決手段】光ディスクからの反射光を読み取り、これに応じて読み取り信号を出力する読み取り部と、前記読み取り信号に所定の処理を加えて生成した信号に対してブランチメトリックを計算するブランチメトリック計算手段と、ブランチメトリック計算手段により計算されたブランチメトリックに基づいて、最尤パスメトリックを選択するパスメトリック選択手段と、複数の記憶素子からなるメモリを複数段有し、パスメトリック選択手段による選択結果に従って、メモリに記憶される情報を後段のメモリにシフトすることにより復号信号を得るパスメモリとを有する最尤復号器と、パスメモリの最終段もしくは特定の段のメモリが有する情報を用いて、光ディスクの欠陥を検出する。
【選択図】図1
【解決手段】光ディスクからの反射光を読み取り、これに応じて読み取り信号を出力する読み取り部と、前記読み取り信号に所定の処理を加えて生成した信号に対してブランチメトリックを計算するブランチメトリック計算手段と、ブランチメトリック計算手段により計算されたブランチメトリックに基づいて、最尤パスメトリックを選択するパスメトリック選択手段と、複数の記憶素子からなるメモリを複数段有し、パスメトリック選択手段による選択結果に従って、メモリに記憶される情報を後段のメモリにシフトすることにより復号信号を得るパスメモリとを有する最尤復号器と、パスメモリの最終段もしくは特定の段のメモリが有する情報を用いて、光ディスクの欠陥を検出する。
【選択図】図1
Description
本発明は、光ディスクの欠陥を検出する光ディスク装置、光ディスク装置用コントローラ、および欠陥検出方法に関する。
光ディスク装置において、再生する対象がリムーバブルディスクであるため、ハードディスク装置と異なり、ディスク上にほこり・指紋などの汚れや、傷等のディフェクトがあるディスクに対しても、安定して信号再生することが望まれている。ディフェクトが発生すると信号が乱され再生できなくなるばかりか、入力信号を用いて適応的により適切な動作を行うために具備されている適応等化フィルタ等の回路にもその影響が残ってしまうため、ディフェクト復帰後もすぐには安定再生できず、光ディスクからの入力信号が正常なデータに復帰しても一定時間異常なデータを送出し続けてしまう恐れがある。
ローパスフィルタ等を用いて光ディスクから得た信号のピーク検波及びボトム検波を行い、ピーク値・ボトム値が閾値を超えた場合に光ディスクに欠陥が有ると検出する技術が開示されている(特許文献1)。
特開2005−166121号公報
ところが短い周期で振幅が変動するディフェクトが混入した光ディスクを再生する場合、ローパスフィルタを用いた方法では、ローパスフィルタによって生成される波形のエンベロープの変化が少ないため、ディフェクトを検出することが困難である。
本発明の目的は、短い周期で振幅が変動するディフェクトが混入していても、光ディスクの欠陥を検出し、よりディフェクトに強い再生が可能な光ディスク装置、光ディスク装置用コントローラ、および欠陥検出方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明は、光ディスクからの反射光を読み取り、これに応じて読み取り信号を出力する読み取り部と、前記読み取り信号に所定の処理を加えて生成した信号に対してブランチメトリックを計算するブランチメトリック計算手段と、前記ブランチメトリック計算手段により計算されたブランチメトリックに基づいて、最尤パスメトリックを選択するパスメトリック選択手段と、複数の記憶素子からなるメモリを複数段有し、前記パスメトリック選択手段による選択結果に従って、メモリに記憶される情報を後段のメモリにシフトすることにより復号信号を得るパスメモリとを有する復号器と、前記パスメモリの最終段もしくは特定の段のメモリが有する情報に応じて、前記光ディスクの欠陥を検出する欠陥検出手段とを具備する光ディスク装置を提供する。
さらに本発明は、光ディスクからの反射光を読み取り、これに応じて読み取り信号を出力する読み取り部と、前記読み取り信号に所定の処理を加えて生成した信号に対してブランチメトリックを計算するブランチメトリック計算手段と、前記ブランチメトリック計算手段により計算されたブランチメトリックに基づいて、最尤パスメトリックを選択するパスメトリック選択手段と、複数の記憶素子からなるメモリを複数段有し、前記パスメトリック選択手段による選択結果に従って、メモリに記憶される情報を後段のメモリにシフトすることにより復号信号を得るパスメモリとを有する復号器と、前記パスメモリの最終段もしくは特定の段のメモリが有する情報に応じて、前記光ディスクの欠陥を検出する欠陥検出手段とを具備する光ディスク装置用コントローラを提供する。
さらに本発明は、光ディスクからの反射光を読み取り、これに応じて読み取り信号を出力する読み取り部と、前記読み取り信号に所定の処理を加えて生成した信号に対してブランチメトリックを計算するブランチメトリック計算手段と、前記ブランチメトリック計算手段により計算されたブランチメトリックに基づいて、最尤パスメトリックを選択するパスメトリック選択手段と、複数の記憶素子からなるメモリを複数段有し、前記パスメトリック選択手段による選択結果に従って、メモリに記憶される情報を後段のメモリにシフトすることにより復号信号を得るパスメモリとを有する復号器と、前記パスメモリの最終段もしくは特定の段のメモリが有する情報に応じて、前記光ディスクの欠陥を検出する欠陥検出手段を提供する。
短い周期で振幅が変動するディフェクトが混入していても、光ディスクの欠陥を検出し、よりディフェクトに強い再生が可能になる。
本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。
本発明の一実施形態に係わる光ディスク装置の再生回路の構成例を図1に示す。本発明に係る光ディスク装置は、図1に示すように、光ディスクDへレーザ光を照射して反射光を受光し読取信号を出力する光ピックアップヘッド(PUH)11と、読み取り信号を増幅するプリアンプ33と、増幅された読取信号にフィルタ処理を施すプリイコライザ17と、信号をA/D変換するA/D変換器18と、変換された入力信号のオフセット・ゲインを制御するオフセット・ゲイン制御器34と、アシンメトリ補正を行うアシンメトリ補正器35と、補正された信号に波形等化処理を施す適応型等化器19と、波形等化されたデータを最尤復号する最尤復号器20と、復号された信号につき復調を行うRLL復調器21と、復号された信号に対してエラー訂正を行うECC回路24と、インターフェース25と、ビタビ復号された信号に基づき適応型等化器のタップ係数(等化係数)を最適化するための適応学習回路22と、周波数比較器27と、位相比較器23と、ループフィルタ28と、発振器29と、最尤復号器20の生成信号に応じて光ディスクの欠陥を検出するディフェクト検出器31と、ディフェクト検出器31の出力に応じてゲイン・オフセット制御器34やアシンメトリ補正器35、適応学習回路22等を制御する制御部32を有している。
インターフェース25、ECC回路24、A/D変換器18、オフセット・ゲイン制御器34、アシンメトリ補正器35、適応型等化器19、最尤復号器20、RLL復調器21、適応学習回路22、位相比較器23、周波数比較器27、ループフィルタ28、発振器29、ディフェクト検出器31、制御部32は、一つの半導体チップ(光ディスク装置用コントローラ)100内に集積されている。
以下、記録再生回路における再生時の動作とともに回路の動作を説明する。光ピックアップ11は、適切な強さのレーザ光を光ディスクDに照射する。このレーザ光の照射の結果、光ディスクDから記録データに応じた強さの光が反射する。光ピックアップ11は、この反射光を検出し反射光の光量に応じた電気信号を出力する。この電気信号は、プリアンプ33にて増幅され、プリイコライザ17において、適切な帯域制限と必要に応じて波形整形が行われる。プリイコライザ17の出力信号は、A/D変換器18においてデジタル信号に変換される。A/D変換器18の出力信号は、オフセット・ゲイン制御器34、アシンメトリ補正器35を経て、適応型等化器19にて目標のパーシャルレスポンスクラスに応じた応答波形(パーシャルレスポンス波形信号)に波形等化される。このときの等化特性は、適応学習回路22によって調整される。適応型等化器19の出力は、最尤復号器20によってデータの“1”又は“0”の判定が行われバイナリデータとなる。得られたバイナリデータは、RLL復調器21によりRLL変調の逆の処理(復調)が行われ、記録したデータを得ることができる。これらの動作と同時に、周波数比較器27と位相比較器23は、オフセット・ゲイン制御器34の出力によって、ループフィルタ28を通じて、発振器29を制御してクロック信号を生成し、A/D変換器18や半導体チップ100内部の種々の回路のタイミング制御を行う。
図2に最尤復号器の構成図を示す。図2に示す回路は、一般的なビタビ復号回路の構成を示している。ブランチメトリック計算回路200は、適応型等化器19からの入力を用いて、ブランチメトリック計算を行う。加算比較選択回路201は、パスメトリック値との加算、比較、選択を行う。パスメトリックメモリ204は、選択したメトリック値を記憶する。パスメモリ202は、パスの選択経過を蓄える。パス決定回路203は、設定される最終段のメモリから出力信号を取り出し、RLL復調器21に、最尤復号結果を出力する。これにより、最も確からしい再生信号が確定する。
パスメモリ202の構成を図3に示す。パスメモリ202は、記憶素子S0,S1,S3,S4,S6,S7から構成されるメモリ300i(i=1〜n)とパス選択回路302i(i=1〜n)から構成され、それが多段に接続されている。メモリ300i(i=1〜n)の記憶素子数は、最尤復号で仮定しているPRクラスの状態数によって決まる。加算比較選択回路201から選択信号が入力され、それに応じてパス選択回路302i(i=1〜n)が切り替わり、適切な生き残りパスがメモリ内の各メモリ300i(i=1〜n)に保存される。
周波数や位相の引き込みが完了し、適応学習回路22の係数学習も安定すると、システムが定常状態になり、最尤復号器が正常な復号データを出力する。図4に、パスメモリ202の最終段のメモリ300nの保存内容を示す。縦軸は、PRクラスの各状態に対応する記憶内容に対応している。符号の最小ラン長が2以上で、かつ、PR(1,2,2,1)やPR(3,4,4,3)等のPR(a,b,c,d)クラスの場合、6状態であるため、記憶素子は、図4に示すように縦方向には6段となる。横軸方向に時間の経過を表している。i〜i+5は、システムが安定し、正常な復号データが出力されている場合の記憶素子内容を示している。図4に示すように、6つの記憶素子S0,S1,S3,S4,S6,S7の内容は、1または0で統一される。
光ディスクにディフェクトが混入した場合のパスメモリ202の最終段のメモリ300nは、図4のj〜j+2のように、6つの記憶素子の内容が統一されない。この特性を利用することで、従来では検出が難しかったエンベローブが大きく変化しないディフェクトに関しても、検出が可能となる。
図5にディフェクト検出器31の例を示す。ディフェクト検出回路420は、パスメモリの最終段のメモリ300n、もしくは、パスが確定するのに充分な段数を経た後のメモリ300iに接続する。ディフェクト検出回路420の内部の構成を図6に示す。パスメモリから入る信号をAND回路440およびNOR回路441で受ける。パスメモリの内容が1または0で統一されていると、論理回路442の出力は0となり、ディフェクトなしとなる。パスメモリの内容が1または0で統一されていないと、論理回路442の出力は1となり、ディフェクトとして検知できる。ディフェクト検知信号は、論理回路442の出力を用いても良いが、図5に示すように、ディフェクトの検知を止めるためのディフェクト検知停止信号444との論理積を取った信号443を用いても良い。例えば、周波数や位相が安定しない状況や係数学習が学習の途中である場合などで、ディフェクトの検出をしたくない場合には、ディフェクト検知停止信号444を用いて、ディフェクト検知を止めることができる。
また、ディフェクト検知器内部の別の実装例を図7に示す。パスメモリから入力される1や0の数をカウンタ450,451用いて計測する。計測結果と設定値458,459を閾値判定回路452,453で比較し、設定値以下、もしくは、設定値より小さい場合に論理和454からディフェクト検知信号を出力する。先の実装例と同様に、ディフェクトの検知を止めるための仕組み455を持たせても良い。
図8に、検出例を示す。図8(A)は光ピックアップ11から出力されたRF信号、図8(B)はローパスフィルタで得た図8(A)の波形のエンベローブ波形、図8(C)は特開2005−166121号公報に開示されている方法で出力されるディフェクト検出信号、図8(D)は本実施形態の方法で出力されるディフェクト検出信号である。
図8(C)に示すように、従来の方法では光ディスクの欠陥を検出することができない。しかし、図8(D)に示すように、本実施形態の方法によれば光ディスクの欠陥を検出することが出来る。
次に、図9のフローチャートを参照してディフェクト検出器31の検出信号に応じて制御部32が適応学習回路22を制御する処理を説明する。
制御部32は、ディフェクト検出器31が出力するディフェクト検出信号がイネーブルであるか否かを判別する(ステップS11)。ディフェクト検出信号がイネーブルであると判別した場合(ステップS11のYes)、制御部32は適応学習回路22に出力する学習停止信号をイネーブルにする(ステップS12)。適応学習回路22は、学習停止信号がイネーブルになるとタップ係数を最適化する処理(適応学習)を停止し(ステップS13)、適応学習を行っている間の最後の係数を出力し続ける。ディフェクト検出信号がディセーブルになったら(ステップS11のNo)、制御部32は、学習停止信号をディセーブルにする(ステップS14)。適応学習回路22は、適応学習を実施し(ステップS15)、タップ係数の最適化を図る。
従来では検出できなかったタイプのディフェクトを検出することで、このタイプのディフェクトによる適応等化器係数の誤学習を防ぐことができる。これにより、ディフェクト耐性を高めることができる。誤学習の防止により、ディフェクトからの復帰も早くなる。
なお、上記実施形態では、光ディスクに欠陥が見つかった場合に、適応学習器22による適応学習処理を停止させていた。しかし、光ディスクに欠陥が見つかった場合に、アシンメトリ補正器35が、光ディスクに欠陥が見つかる直前の調整量に基づいてアシンメトリ補正を行うように制御部32がアシンメトリ補正器35に制御信号を送るようにしても良い。同様に、光ディスクに欠陥が見つかった場合に、ループフィルタ28が、光ディスクに欠陥が見つかる直前に発振器29に出力していた信号(調整量)を発振器29に出力するよう制御部32がループフィルタ28に制御信号を送るようにしても良い。
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
D…光ディスク,11…光ピックアップ,17…プリイコライザ,18…A/D変換器,19…適応型等化器,20…最尤復号器,21…RLL復調器,22…適応学習回路,23…位相比較器,24…ECC回路,25…I/F,27…周波数比較器,28…ループフィルタ,29…発振器,31…ディフェクト検出器,32…制御部,33…プリアンプ,34…オフセット・ゲイン制御器,35…アシンメトリ補正器,100…半導体チップ,200…ブランチメトリック計算回路,201…加算比較選択回路,202…パスメモリ,203…パス決定回路,204…パスメトリックメモリ。
Claims (22)
- 光ディスクからの反射光を読み取り、これに応じて読み取り信号を出力する読み取り部と、
前記読み取り信号に所定の処理を加えて生成した信号に対してブランチメトリックを計算するブランチメトリック計算手段と、前記ブランチメトリック計算手段により計算されたブランチメトリックに基づいて、最尤パスメトリックを選択するパスメトリック選択手段と、複数の記憶素子からなるメモリを複数段有し、前記パスメトリック選択手段による選択結果に従って、メモリに記憶される情報を後段のメモリにシフトすることにより復号信号を得るパスメモリとを有する復号器と、
前記パスメモリの最終段もしくは特定の段のメモリが有する情報に応じて、前記光ディスクの欠陥を検出する欠陥検出手段と、
を具備することを特徴とする光ディスク装置。 - 前記欠陥検出手段は、前記パスメモリの最終段もしくは特定の段のメモリ内の全記憶素子が記憶するデータが一致しない場合に、前記光ディスクの欠陥を検出することを特徴とする請求項1記載の光ディスク装置。
- 前記欠陥検出手段は、前記パスメモリの最終段もしくは特定の段のメモリ内の全記憶素子が記憶するデータが一致する数をカウントし、カウント値が設定値より小さい場合に、前記光ディスクの欠陥を検出することを特徴とする請求項1記載の光ディスク装置。
- 前記読み取り信号を等化係数に基づいて等化する処理を行って前記復号回路に前記所定の処理を加えて生成した信号として出力する等化回路と、
前記復号信号に応じて前記等化係数を最適化する処理を行って、前記等化回路に出力する等化係数生成部と、
前記欠陥検出手段が前記光ディスクの欠陥を検出した場合に、前記等化係数生成部に対して、前記等化係数の最適化動作を停止させる制御部とを更に具備することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の光ディスク装置。 - 前記制御部は、前記等化係数生成回路が、前記等化係数の最適化を図っている初期の段階において、前記欠陥検出手段が前記光ディスクの欠陥を検出しても前記等化係数生成回路に対して前記等化係数の最適化を停止させないことを特徴とする請求項4記載の光ディスク装置。
- 前記読み取り信号から調整量を算出し、前記調整量に基づき前記読み取り信号に所定処理を施して処理信号を出力する処理部と、
前記欠陥検出手段が前記光ディスクの欠陥を検出した場合に、前記処理部が前記欠陥を検出していない時に算出された調整量に基づいて前記読み取り信号に前記所定処理を施させるための制御部とを更に具備することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の光ディスク装置。 - 前記処理部は、前記読取信号のアシンメトリを調整するアシンメトリ調整部であることを特徴とする請求項6記載の光ディスク装置。
- 前記処理部は、前記読取信号の位相差信号と周波数誤差信号とに応じた信号を発振部に供給してクロック信号を生成するための、ループフィルタであることを特徴とする請求項6記載の光ディスク装置。
- 光ディスクからの反射光を読み取る読み取り部から出力された前記反射光に応じた読み取り信号に所定の処理を加えて生成した信号に対してブランチメトリックを計算するブランチメトリック計算手段と、前記ブランチメトリック計算手段により計算されたブランチメトリックに基づいて、最尤パスメトリックを選択するパスメトリック選択手段と、複数の記憶素子からなるメモリを複数段有し、前記パスメトリック選択手段による選択結果に従って、メモリに記憶される情報を後段のメモリにシフトすることにより復号信号を得るパスメモリとを有する復号器と、
前記パスメモリの最終段もしくは特定の段のメモリが有する情報に応じて、前記光ディスクの欠陥を検出する欠陥検出手段と
を具備することを特徴とする光ディスク装置用コントローラ。 - 前記欠陥検出手段は、前記パスメモリの最終段もしくは特定の段のメモリ内の全記憶素子が記憶するデータが一致しない場合に、前記光ディスクの欠陥を検出することを特徴とする請求項9記載の光ディスク装置用コントローラ。
- 前記欠陥検出手段は、前記パスメモリの最終段もしくは特定の段のメモリ内の全記憶素子が記憶するデータが一致する数をカウントし、カウント値が設定値より小さい場合に、前記光ディスクの欠陥を検出することを特徴とする請求項9記載の光ディスク装置用コントローラ。
- 前記読み取り信号を等化係数に基づいて等化する処理を行って前記復号回路に前記所定の処理を加えて生成した信号として出力する等化回路と、
前記復号信号に応じて前記等化係数を最適化する処理を行って、前記等化回路に出力する等化係数生成部と、
前記欠陥検出手段が前記光ディスクの欠陥を検出した場合に、前記等化係数生成部に対して、前記等化係数の最適化動作を停止させる制御部とを更に具備することを特徴とする請求項9〜11の何れか1項に記載の光ディスク装置用コントローラ。 - 前記制御部は、前記等化係数生成回路が、前記等化係数の最適化を図っている初期の段階において、前記欠陥検出手段が前記光ディスクの欠陥を検出しても前記等化係数生成回路に対して前記等化係数の最適化を停止させないことを特徴とする請求項12記載の光ディスク装置用コントローラ。
- 前記読み取り信号から調整量を算出し、前記調整量に基づき前記読み取り信号に所定処理を施して処理信号を出力する処理部と、
前記欠陥検出手段が前記光ディスクの欠陥を検出した場合に、前記処理部が前記欠陥を検出していない時に算出された調整量に基づいて前記読み取り信号に前記所定処理を施させるための制御部とを更に具備することを特徴とする請求項9〜13の何れか1項に記載の光ディスク装置用コントローラ。 - 前記処理部は、前記読取信号のアシンメトリを調整するアシンメトリ調整部であることを特徴とする請求項14記載の光ディスク装置用コントローラ。
- 前記処理部は、前記読取信号の位相差信号と周波数誤差信号とに応じた信号を発振部に供給してクロック信号を生成するための、ループフィルタであることを特徴とする請求項14記載の光ディスク装置用コントローラ。
- 光ディスクからの反射光を読み取り、これに応じて読み取り信号を出力し、
前記読み取り信号に所定の処理を加えて生成した信号に対してブランチメトリックを計算し、
前記ブランチメトリック計算手段により計算されたブランチメトリックに基づいて、最尤パスメトリックを選択し、
前記選択結果に従って、メモリに記憶される情報を後段のメモリにシフトすることにより復号信号を生成し、
前記最尤パスメトリックの選択結果に従って、それぞれが複数の記憶素子を有する複数段のメモリに記憶される情報を後段のメモリにシフトすることにより復号信号を生成し、
最後段もしくは特定の段の前記メモリが有する情報に応じて、前記光ディスクの欠陥を検出することを特徴とする欠陥検出方法。 - 前記最後段もしくは特定の段のメモリ内の全記憶素子が記憶するデータが一致しない場合に、前記光ディスクの欠陥を検出することを特徴とする請求項17記載の欠陥検出方法。
- 前記最後段もしくは特定の段のメモリ内の全記憶素子が記憶するデータが一致する数をカウントし、カウント値が設定値より小さい場合に、前記光ディスクの欠陥を検出することを特徴とする請求項17記載の欠陥検出方法。
- 前記所定の処理を加えて生成した信号は、前記読み取り信号に対して等化係数に基づいて等化処理を行った信号であり、
前記復号信号に基づいて前記等化係数の最適化をした新たな等化係数を生成し、
前記光ディスクの欠陥を検出した場合に、前記等化係数の最適化する処理を停止させることを特徴とする請求項17〜19の何れかに記載の欠陥検出方法。 - 前記等化係数の最適化を図っている初期の段階において、前記光ディスクの欠陥を検出しも、前記等化係数を最適化する処理を停止させないことを特徴とする請求項20記載の欠陥検出方法。
- 前記読み取り信号から調整量を算出し、前記調整量に基づき前記読み取り信号に所定処理を施して処理信号を出し、
前記光ディスクの欠陥を検出した場合に、前記処理部が前記欠陥を検出していない時に算出された調整量に基づいて前記読み取り信号に前記所定処理を施ことを特徴とする請求項20記載の欠陥検出方法。
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