JP2011204329A - 光ディスク再生装置及び光ディスク再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ディスクからの再生信号に振幅の小さい成分が含まれる場合でも、再生パラメータを好適に設定し信号品質を向上させる。
【解決手段】再生信号処理回路２は、光ディスク４から所定の再生パラメータ（イコライザー設定値）にて信号を再生し、再生された信号から各マーク長および各スペース長の信号振幅を検出し、信号振幅から再生信号の非対称性の値（アシンメトリ値、ベータ値）を算出する。コントローラ部３は、再生信号処理回路２にて算出した非対称性の値を基準値と比較して差分値を求め、差分値が閾値以上の場合、補正テーブル１２を参照して再生パラメータを変更する。
【選択図】図５

Description

本発明は、光ディスクから信号を再生する光ディスク再生装置及び光ディスク再生方法に係り、再生された信号に応じて再生条件を最適化する技術に関する。

光ディスクは、様々な記録再生仕様（例えば、速度、密度、温度など）に対応するため多数の種類が存在し、製造元によってもディスク特性に個体差がある。また光ディスク再生装置は、個々の装置ごとに機械的な誤差が存在するため再生性能が異なる。このため、ディスクと装置との組合せによって最適な再生条件に差が生じることがあり、再生信号の品質向上のためには、再生条件を個々に調整することが望まれる。

再生条件の最適化に関連し、例えば特許文献１には、波形等化後の再生信号から検出した最短記録情報再生振幅の最大値及び最小値と、再生信号エンベロープの最大値及び最小値と、再生信号を二値化するときのスライスレベルの値（アシンメトリ情報として付加する）をそれぞれビタビ復号の識別点の値として用いて、波形等化後の再生信号に対してビタビ復号を行う技術が開示されている。これにより、ビタビ復号の識別点を実際の再生波形に即したものとすることができ、より確実な復号を可能とすることが述べられている。

特開２００１−２５０３３４号公報

上記特許文献１では、波形等化後の再生信号の歪み、オフセット等に対してスライスレベルを補正させるため、例えば、短マーク（３Ｔ、４Ｔ等）信号のように振幅が小さい場合には補正が困難となる。よって、再生信号のさらなる品質向上のためには、信号の振幅が小さい成分に対しても十分な補正を施すことが必要である。

本発明の目的は、光ディスクからの再生信号に振幅の小さい成分が含まれる場合でも信号品質を向上できる光ディスク再生装置及び再生方法を提供することにある。

本発明は、光ディスクに記録された信号を再生する光ディスク再生装置であって、光ディスクを回転するスピンドルモータと、光ディスクにレーザ光を照射し光ディスクから信号を再生する光ピックアップと、光ピックアップからの再生信号を処理し二値化データを生成する再生信号処理回路と、再生信号処理回路における再生パラメータを設定するコントローラ部とを備える。ここに再生信号処理回路は、光ディスクから所定の再生パラメータにて信号を再生し、再生された信号から各マーク長および各スペース長の信号振幅を検出し、該信号振幅から再生信号の非対称性の値を算出するとともに、コントローラ部は、再生信号処理回路にて算出した非対称性の値を基準値と比較して差分値を求め、該差分値が閾値以上の場合、補正テーブルを参照して前記再生パラメータを変更する構成とする。

また本発明は、光ディスクに記録された信号を再生する光ディスク再生方法であって、光ディスクから所定の再生パラメータにて信号を再生するステップと、再生された信号から各マーク長および各スペース長の信号振幅を検出するステップと、該信号振幅から再生信号の非対称性の値を算出するステップと、算出した非対称性の値を基準値と比較して差分値を求めるステップと、該差分値が閾値以上の場合、補正テーブルを参照して前記再生パラメータを変更するステップとを備える。

ここに前記非対称性の値として、再生波形のアシンメトリ値またはベータ値を算出する。また前記再生パラメータは、再生信号の波形等化を行うイコライザーの設定値であり、前記補正テーブルには、非対称性の値に対するイコライザーのブースト量またはカットオフ周波数の設定値が記述されている。

本発明によれば、光ディスクからの再生信号に振幅の小さい成分が含まれる場合でも、再生パラメータを好適に設定し信号品質を向上させることができる。

本発明による光ディスク再生装置の一実施例を示す構成ブロック図である。 再生信号の非対称性（アシンメトリ値とベータ値）を説明する図である。 データエリアに分割してアシンメトリ値を算出することを説明する図である。 再生パラメータを補正するための補正テーブルの一例を示す図である。 本発明による再生動作の一例を示すフローチャートである。

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再生装置の一実施例を示す構成ブロック図である。光ディスク再生装置の構成は、光ディスク４を回転するスピンドルモータ５、光ディスク４から信号を再生する光ピックアップ１、光ピックアップ１からの再生信号を処理する再生信号処理回路２、装置全体の動作を制御するコントローラ部３に大別される。

光ピックアップ１は、対物レンズ６、プリズム７、コリメートレンズ８、光検出器９、半導体レーザ１０、レーザ駆動回路１１を有する。レーザ駆動回路１１により半導体レーザ１０から発光されたレーザ光は光ディスク４に照射され、光ディスク４から反射されたレーザ光は光検出器９にて検出され電気信号に変換される。半導体レーザ１０は光ディスクの種類に応じて、波長約６５０ｎｍ（ＤＶＤ用）や波長約４０５ｎｍ（ＢＤ用）の光源を用いる。

再生信号処理回路２は、光ピックアップ１からの再生信号を処理し二値化データを生成する。その際、再生信号の波形を解析し、最適な再生パラメータを設定して信号処理を行う。具体的には、再生信号の振幅を測定して、振幅の非対称性を示すアシンメトリ値（Ａｓｙｍ）やベータ値（β）を算出し、算出したＡｓｙｍ値やβ値に応じて、最適な再生イコライザーにて波形等化する。また再生信号処理回路２は、光ピックアップ１の再生信号から、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号といったサーボ信号も生成する。

コントローラ部３は、再生信号処理回路２で処理された再生信号に基づいて、再生データの復号・復調を行うとともに、再生信号の非対称性（Ａｓｙｍ、β）を基準値と比較して、その差分値に応じて再生信号処理回路２の再生パラメータ（再生イコライザーなど）を最適に設定する。そのために、非対称性に対応して再生パラメータの最適値を記述した補正テーブル１２を参照する。また、コントローラ部３は、サーボ系やレーザ駆動回路１１の制御を行う。このように本実施例の光ディスク再生装置では、再生信号の振幅の非対称性を測定し、測定した非対称性に応じて再生パラメータを最適化することに特徴がある。

以下、本実施例における再生パラメータの最適化方法について具体的に説明する。
図２は、再生信号の非対称性の測定方法について説明する図である。非対称性の指標として、アシンメトリ値（Ａｓｙｍ）又はベータ値（β）を用いる。

始めにアシンメトリ値（Ａｓｙｍ）から説明する。再生信号処理回路２のピーク検出回路及びボトム検出回路は、入力した再生信号（ＡＣ結合されたＲＦ信号）について各成分（マーク長、スペース長）の振幅値を検出する。このうち評価に用いる成分は、最短マーク長（スペース長）である３Ｔ成分と、最長マーク長（スペース長）である１４Ｔ成分である（Ｔはチャネルビット）。そして、３Ｔ成分のピークレベルＩ_３Ｈ（３Ｔスペースに対応）とボトムレベルＩ_３Ｌ（３Ｔマークに対応）、１４Ｔ成分のピークレベルＩ_１４Ｈ（１４Ｔスペース）とボトムレベルＩ_１４Ｌ（１４Ｔマーク）を検出する。

アシンメトリ値（Ａｓｙｍ）は、これらの振幅値を用いて、次式（１）により算出する。この算出式（１）は、規格に定められた定義に基づく。
Ａｓｙｍ＝｛（Ｉ_１４Ｈ＋Ｉ_１４Ｌ）／２−（Ｉ_３Ｈ＋Ｉ_３Ｌ）／２｝
／（Ｉ_１４Ｈ−Ｉ_１４Ｌ） （１）
アシンメトリ値（Ａｓｙｍ）は、最短マーク長である３Ｔ成分を基準レベルとして１４Ｔ成分のピークとボトムの振幅バランス（非対称性）を示す指標である。

なお、算出式（１）では最長マーク長（スペース長）として１４Ｔ成分の振幅値Ｉ_１４Ｈ，Ｉ_１４Ｌが使用されるが、マーク長（スペース長）が６Ｔまたは７Ｔ以上の成分ではそれらの振幅値が飽和傾向（不変）にあるので、６Ｔまたは７Ｔのときの振幅値を使用しても良い。その場合のメリットは、１４Ｔなどの長いマーク（スペース）では波形歪みが発生して振幅値を誤検出する場合があるのに対し、６Ｔまたは７Ｔでは波形が歪みにくく正弦波に近い。よって、振幅値の誤差が少なく、算出されるアシンメトリ値（Ａｓｙｍ）の精度も向上させることができる。

次に、ベータ値（β）について説明する。上記と同様に検出された各々の振幅値をもとに、次式（２）を用いてβ値を算出する。この算出式（２）も、規格に定められた定義に基づく。
β＝（Ａ１−Ａ２）／（Ａ１＋Ａ２） （２）
ここで、Ａ１＝ＰｈＢｅｔａ−Ｂｃｅｎｔ、Ａ２＝Ｂｃｅｎｔ−ＢｈＢｅｔａ、ＰｈＢｅｔａ＝Ｉ_１４Ｈ、ＢｈＢｅｔａ＝Ｉ_１４Ｌである。また、Ｂｃｅｎｔは再生ＲＦ信号のＡＣ中心レベルであり、再生信号をある信号レベルで切断したとき、切片の長さが波形の上側と下側で等分割されたときの信号レベルである。よって、Ｂｃｅｎｔは（Ｉ_３Ｈ＋Ｉ_３Ｌ）／２とは必ずしも一致しない。このように、β値もＡｓｙｍ値と同様に再生波形の非対称性を示す指標である。

次に、光ディスク上でどのように非対称性を求め、また再生パラメータをどのように設定するかについて説明する。
図３は、光ディスク上をデータエリアに分割してアシンメトリ値を算出することを説明する図である。ここでは指標としてアシンメトリ値を算出したが、ベータ値の場合も同様である。本実施例では、光ディスク上を所定サイズのデータエリアに分割して、各データエリアごとにアシンメトリ値（Ａｓｙｍ）を算出する。そして、算出された各Ａｓｙｍを基準のアシンメトリ値（Ａｓｙｍ０）と比較することで差分値ΔＡｓｙｍ（＝Ａｓｙｍ−Ａｓｙｍ０）を求め、差分値ΔＡｓｙｍに応じて再生パラメータを補正するようにした。分割するデータエリアのサイズは任意であるが、例えば１ブロックサイズ、またはその整数倍とするのが実用的である。

図３の例では、データエリアＩ、データエリアII、データエリアIII、データエリアIV・・・に分割され、この順に再生される場合を示す。便宜のためデータエリアＩをデータの開始位置とする。各データエリアＩ、II、III、IVのデータを再生して算出されたＡｓｙｍ値を、それぞれＡｓｙｍＩ、ＡｓｙｍII、ＡｓｙｍIII、ＡｓｙｍIVとする。また、基準とするアシンメトリ値（Ａｓｙｍ０）には、直前に再生したデータエリアのＡｓｙｍ値を用いている。

まず、データの開始位置であるデータエリアＩを再生し、算出されたＡｓｙｍＩを次のデータエリアIIで比較するときの基準値Ａｓｙｍ０とする。次に、データエリアIIを再生し、算出されたＡｓｙｍIIを基準値（データエリアＩのＡｓｙｍＩ）と比較し、差分値ΔＡｓｙｍ（＝ＡｓｙｍII−ＡｓｙｍＩ）を求める。差分値の絶対値｜ΔＡｓｙｍ｜が所定値（閾値）未満の場合には、現在設定されている再生パラメータをそのまま継続する。｜ΔＡｓｙｍ｜が所定値（閾値）以上の場合には、補正テーブル１２に従って再生パラメータを変更し、次のデータエリアIIIの再生時に適用する。次に、データエリアIIIを再生し、算出されたＡｓｙｍIIIを基準値（データエリアIIのＡｓｙｍII）と比較し、差分値ΔＡｓｙｍ（＝ＡｓｙｍIII−ＡｓｙｍII）を求める。｜ΔＡｓｙｍ｜が所定値（閾値）未満の場合には、現在設定されている再生パラメータをそのまま継続する。｜ΔＡｓｙｍ｜が所定値（閾値）以上の場合には、補正テーブル１２に従って再生パラメータを変更し、次のデータエリアIVの再生時に適用する。以下同様に、これを繰り返す。

なお、上記例では、各データエリアのＡｓｙｍ値を基準値Ａｓｙｍ０と比較するとき、直前に再生したデータエリアのＡｓｙｍ値を基準値Ａｓｙｍ０とした。基準値の与え方はこれに限らず、データエリア１個以上の間隔をあけて先に再生したデータエリアのＡｓｙｍ値を基準値Ａｓｙｍ０としても良い。あるいは、基準値Ａｓｙｍ０をある一定値に固定したり、特定のデータエリアのＡｓｙｍ値（例えば開始位置データエリアＩのＡｓｙｍＩ）に固定するようにしても良い。

図４は、再生パラメータの設定に用いる補正テーブル１２の一例を示す図である。再生パラメータの設定では、再生波形を補正するイコライザーの設定値（ブースト量、カットオフ周波数など）を最適に変更する。図４は、横軸に算出されたアシンメトリ値Ａｓｙｍ（またはベータ値β）を、縦軸にイコライザーのブースト量ｎの設定を示す。前記図２で示したように、アシンメトリ値は最短マーク長（スペース長）である３Ｔ成分を基準に算出される。３Ｔ成分（振幅）が小さくなるとアシンメトリ値が低い値を示す。このときは、ブースト量を大きく設定して３Ｔ成分（振幅）を増大させる。逆に、３Ｔ成分（振幅）が大きくなるとアシンメトリ値が高い値を示す。このときは、ブースト量を小さく設定して３Ｔ成分（振幅）を減少させる。これにより、再生信号の品質を向上させ、安定した再生を行えることができる。

例えば図４において、算出したＡｓｙｍ１が基準値Ａｓｙｍ０よりも小さくなった場合、ブースト量ｎを大きく設定する補正を行う。ブースト量の補正量は、Ａｓｙｍ０とＡｓｙｍ１の差分量により決定され、一例として差分量｜ΔＡｓｙｍ｜＝３％に対して、ブースト量ｎを２ｄＢ大きく変更して設定する。ここではブースト量を例に説明したが、カットオフ周波数で対応してもよい。

このように本実施例では、短マーク長（スペース長）成分の振幅が小さいとき、あるいは逆に大きいときには、イコライザーの設定（ブースト量、カットオフ周波数など）を適宜変更して好適なレベルに補正する。よって、後段で処理される再生信号の品質を向上させることができる。

図５は、本発明による再生動作の一例を示すフローチャートである。
再生動作開始の指示により、コントローラ部３は再生信号処理回路２に対して再生パラメータ（再生イコライザーなど）の初期設定を行う（Ｓ１０１）。光ディスク４上のデータを、図３に示したデータエリア毎（例えば１ブロック単位）に再生する（Ｓ１０２）。再生信号は再生信号処理回路２に入力され、ピーク検出回路及びボトム検出回路により図２に示した振幅値（Ｉ_１４Ｈ、Ｉ_１４Ｌ、Ｉ_３Ｈ、Ｉ_３Ｌなど）を検出する（Ｓ１０３）。前記（１）式に従い、検出した振幅値から振幅の非対称性の指標となるアシンメトリ値（Ａｓｙｍ）を算出する（Ｓ１０４）。

算出したＡｓｙｍ値を基準となるＡｓｙｍ０と比較して、差分値ΔＡｓｙｍを求める。この基準値としては、例えば直前に再生した隣接するデータエリアのＡｓｙｍ値を用いる（Ｓ１０５）。差分値の絶対値｜ΔＡｓｙｍ｜を閾値と比較し、｜ΔＡｓｙｍ｜が閾値以上の場合は再生パラメータを補正し、閾値未満の場合は再生パラメータをそのまま継続する（Ｓ１０６）。この場合の閾値は、例えば０〜３％の値とする。

再生パラメータの補正では、補正テーブル１２を参照して、差分値ΔＡｓｙｍ対応する補正量（再生イコライザーのブースト量など）を読み出す（Ｓ１０７）。読み出した補正量に従い、再生信号処理回路２に対して再生パラメータを変更して設定を行う（Ｓ１０８）。そして全データの再生が終了したかどうかを判定し（Ｓ１０９）、残りのデータがあればＳ１０２に戻り、次のデータエリアの再生を行う。以下、上記の工程を繰り返す。

このように図５のフローチャートによれば、再生信号の振幅情報から算出したアシンメトリ値の変動に基づき、再生パラメータを逐次最適に設定して次のデータの再生を実行するので、再生動作を中断することがない。なお、図５では非対称性の指標としてアシンメトリ値を用いたが、ベータ値を指標に用いても良いことは言うまでもない。

１…光ピックアップ、
２…再生信号処理回路、
３…コントローラ部、
４…光ディスク、
５…スピンドルモータ、
６…対物レンズ、
７…プリズム、
８…コリメートレンズ、
９…光検出器、
１０…半導体レーザ、
１１…レーザ駆動回路、
１２…補正テーブル。

Claims (10)

1. 光ディスクに記録された信号を再生する光ディスク再生装置であって、
   前記光ディスクを回転するスピンドルモータと、
   前記光ディスクにレーザ光を照射し該光ディスクから信号を再生する光ピックアップと、
   該光ピックアップからの再生信号を処理し二値化データを生成する再生信号処理回路と、
   該再生信号処理回路における再生パラメータを設定するコントローラ部と、を備え、
   前記再生信号処理回路は、前記光ディスクから所定の再生パラメータにて信号を再生し、再生された信号から各マーク長および各スペース長の信号振幅を検出し、該信号振幅から再生信号の非対称性の値を算出するとともに、
   前記コントローラ部は、前記再生信号処理回路にて算出した非対称性の値を基準値と比較して差分値を求め、該差分値が閾値以上の場合、補正テーブルを参照して前記再生パラメータを変更することを特徴とする光ディスク再生装置。
2. 請求項１記載の光ディスク再生装置であって、
   前記再生信号処理回路は、前記光ディスクを複数のデータエリアに分割して各データエリアごとに再生信号の非対称性の値を算出し、
   前記コントローラ部は、前記差分値が閾値以上の場合、前記再生信号処理回路に対し前記変更した再生パラメータにて次のデータエリアの再生を行わせることを特徴とする光ディスク再生装置。
3. 請求項２記載の光ディスク再生装置であって、
   前記コントローラ部は、前記基準値として、直前に再生したデータエリアの非対称性の値を用いることを特徴とする光ディスク再生装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光ディスク再生装置であって、
   前記再生信号処理回路は、前記非対称性の値として、再生波形のアシンメトリ値またはベータ値を算出することを特徴とする光ディスク再生装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光ディスク再生装置であって、
   前記再生パラメータは、前記再生信号処理回路にて再生信号の波形等化を行うイコライザーの設定値であり、前記コントローラ部の参照する前記補正テーブルには、非対称性の値に対するイコライザーのブースト量またはカットオフ周波数の設定値が記述されていることを特徴とする光ディスク再生装置。
6. 光ディスクに記録された信号を再生する光ディスク再生方法であって、
   前記光ディスクから所定の再生パラメータにて信号を再生するステップと、
   再生された信号から各マーク長および各スペース長の信号振幅を検出するステップと、
   該信号振幅から再生信号の非対称性の値を算出するステップと、
   算出した非対称性の値を基準値と比較して差分値を求めるステップと、
   該差分値が閾値以上の場合、補正テーブルを参照して前記再生パラメータを変更するステップと、
   を備えることを特徴とする光ディスク再生方法。
7. 請求項６記載の光ディスク再生方法であって、
   前記光ディスクを複数のデータエリアに分割して各データエリアごとに再生信号の非対称性の値を算出し、
   前記差分値が閾値以上の場合、前記変更した再生パラメータにて次のデータエリアの再生を行うことを特徴とする光ディスク再生方法。
8. 請求項７記載の光ディスク再生方法であって、
   前記基準値として、直前に再生したデータエリアの非対称性の値を用いることを特徴とする光ディスク再生方法。
9. 請求項６ないし８のいずれか１項に記載の光ディスク再生方法であって、
   前記非対称性の値として、再生波形のアシンメトリ値またはベータ値を算出することを特徴とする光ディスク再生方法。
10. 請求項６ないし９のいずれか１項に記載の光ディスク再生方法であって、
    前記再生パラメータは、再生信号の波形等化を行うイコライザーの設定値であり、前記補正テーブルには、非対称性の値に対するイコライザーのブースト量またはカットオフ周波数の設定値が記述されていることを特徴とする光ディスク再生方法。

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