JP2012123870A - 再生制御用信号生成回路 - Google Patents

Abstract

【課題】光ディスクの表面に欠陥があっても、再生制御用信号を正しく生成することのできる再生制御用信号生成回路を提供する。
【解決手段】実施形態の再生制御用信号生成回路は、増幅器１が、光ディスクからの反射光の強度を光電変換する受光素子１０００から入力される電気信号を増幅し、上方検波回路２が、増幅器１の出力信号Ａの上方包絡線の検波を行って上方包絡線信号Ｂを出力し、下方検波回路３が、増幅器１の出力信号Ａの下方包絡線の検波を行って下方包絡線信号Ｃ
を出力し、ＡＤ変換器４が、上方包絡線信号Ｂをデジタル信号へ変換した上方包絡線データＤを出力し、ＡＤ変換器５が、下方包絡線信号Ｃをデジタル信号へ変換した下方包絡線データＥを出力し、デジタル信号処理回路６が、上方包絡線データＤおよび下方包絡線データＥを用いる演算処理を行い、光ディスクに記録されたデータの再生の制御に用いられる再生制御用信号を出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、再生制御用信号生成回路に関する。

ＣＤやＤＶＤなどの光ディスクに記録されたデータを再生する光ディスク再生装置では、ディスク上の記録面にレーザービームを照射し、記録面からの反射光をフォトディテクタなどの受光素子で受光して、反射光の強度を電気信号へ変換する。

そこで、再生中にアクセスするトラックの位置を変更する場合、光ディスク再生装置中のマイクロコンピュータは、現在のトラック位置とのトラック数の差を算出し、算出したトラック数だけ光学系を移動させる。

このとき、光学系が正しく移動しているかどうかを監視し、その結果をマイクロコンピュータへ伝達する必要がある。そのため、従来、光学系が移動しているときの受光信号のレベルの変化からトラックの横切りを検出し、トラック横切り信号を生成することが行われている。

しかし、光ディスクの表面にキズや汚れなどの欠陥があると、受光信号のレベルが乱れ、トラックの横切りを正しく検出することができなくなる。

この光ディスク表面のキズや汚れなどの欠陥は、光ディスクから読み取ったデータの復調にも影響を及ぼす。そこで、光ディスク表面の欠陥の検出も必要となる。

このように、光ディスクの再生にあたっては、受光素子から出力された電気信号をもとに、光ディスクの記録面の状態を検出し、再生の制御に必要な再生制御用信号を生成する必要がある。しかし、光ディスクの表面に欠陥があると、再生制御用信号を正しく生成することができない、という問題が発生する。

特開２００５−１１４８３号公報 特開平１０−１３４３６９号公報

そこで、本発明の目的は、光ディスクの表面に欠陥があっても、再生制御用信号を正しく生成することのできる再生制御用信号生成回路を提供することにある。

実施形態の再生制御用信号生成回路は、増幅器が、光ディスクからの反射光の強度を光電変換する受光素子から入力される電気信号を増幅し、上方検波回路が、前記増幅器の出力信号の上方包絡線の検波を行って上方包絡線信号を出力し、下方検波回路が、前記増幅器の前記出力信号の下方包絡線の検波を行って下方包絡線信号を出力し、第１のＡＤ変換器が、前記上方包絡線信号をデジタル信号へ変換した上方包絡線データを出力し、第２のＡＤ変換器が、前記下方包絡線信号をデジタル信号へ変換した下方包絡線データを出力し、デジタル信号処理回路が、前記上方包絡線データおよび前記下方包絡線データを用いる演算処理を行い、前記光ディスクに記録されたデータの再生の制御に用いられる再生制御用信号を出力する。

本発明の第１の実施形態に係る再生制御用信号生成回路の構成の例を示すブロック図。 第１の実施形態の再生制御用信号生成回路のデジタル信号処理回路に含まれる処理ブロックの構成の例を示すブロック図。 第１の実施形態の再生制御用信号生成回路の増幅器の出力波形の例を示す図。 第１の実施形態の再生制御用信号生成回路の上方検波回路および下方検波回路の出力波形の例を示す図。 図２に示す処理ブロック内の動作波形の例を示す図。 図２に示す処理ブロックの出力波形の例を示す図。 第１の実施形態の再生制御用信号生成回路のデジタル信号処理回路に含まれる処理ブロックの別の構成の例を示すブロック図。 本発明の第２の実施形態に係る再生制御用信号生成回路のデジタル信号処理回路に含まれる処理ブロックの構成の例を示すブロック図。 図８に示す処理ブロックの動作説明図。 本発明の第３の実施形態に係る再生制御用信号生成回路の構成の例を示すブロック図。 第３の実施形態の再生制御用信号生成回路のデジタル信号処理回路に含まれる処理ブロックの構成の例を示すブロック図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図中、同一または相当部分には同一の符号を付して、その説明は繰り返さない。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る再生制御用信号生成回路の構成の例を示すブロック図である。

本実施形態の再生制御用信号生成回路は、光ディスクからの反射光の強度を光電変換する受光素子１０００から入力される電気信号を増幅する増幅器１と、増幅器１の出力信号Ａの上方包絡線の検波を行い、上方包絡線信号Ｂを出力する上方検波回路２と、増幅器１の出力信号Ａの下方包絡線の検波を行い、下方包絡線信号Ｃを出力する下方検波回路３と、上方包絡線信号Ｂをデジタルデータへ変換し、上方包絡線データＤを出力するＡＤ変換器４と、下方包絡線信号Ｃをデジタルデータへ変換し、下方包絡線データＥを出力するＡＤ変換器５と、上方包絡線データＤおよび下方包絡線データＥを用いる演算処理を行い、光ディスクに記録されたデータの再生の制御に用いられる再生制御用信号を出力するデジタル信号処理回路６と、を備える。

デジタル信号処理回路６には、様々な演算処理ブロックを含ませることができる。本実施形態では、デジタル信号処理回路６が、光ディスク上を移動中の光学系のトラック横切りを検出する処理ブロック６１Ａを有するものとする。

図２に、このトラック横切りを検出する処理ブロック６１Ａの構成の例を示す。

処理ブロック６１Ａは、下方包絡線データＥの極性を反転させた反転下方包絡線データＦを出力するインバータ６１１と、反転下方包絡線データＦの低周波成分を抽出するＬＰＦ（低域通過フィルタ）６１２と、反転下方包絡線データＦからＬＰＦ６１２の出力データＧを減算する減算器６１３と、減算器６１３の出力データＨから極性データを抽出し、トラック横切り検出信号として出力する極性データ抽出回路６１４と、を有する。

次に、本実施形態の再生制御用信号生成回路の動作について、図３〜図６を参照しながら説明する。

図３に、増幅器１の出力信号Ａの波形例を示す。増幅器１は、受光素子１０００から入力される電気信号を増幅し、外部からのノイズの影響を受けにくい信号レベルとする。このとき、増幅器１の出力信号Ａには直流成分が含まれている。したがって、増幅器１の出力信号Ａは、信号入力がないときの出力レベルに対し、信号入力があるときは、図３に示すように、必ず一方向（図３では＋方向）に信号レベルが偏移する。また、＋方向に出力される信号の中にデジタル情報が変調されているため、増幅器１の出力信号Ａには高周波成分が重畳されている。図３の塗りつぶされたように見える部分が、増幅器１の出力信号Ａに高周波成分が重畳されていることを示す。

増幅器１の出力信号Ａは、トラック横切り中あるいはトラック追従中に、光学系が光学ディスク表面にキズがある領域を通過すると、その振幅が、図３に示すように、かなり小さくなる。

そこで、この増幅器１の出力信号Ａを上方検波回路２および下方検波回路３へ入力し、上方包絡線検波および上方包絡線検波を行うと、図４に示すような、上方包絡線信号Ｂおよび下方包絡線信号Ｃが得られる。

ここで、上方包絡線信号Ｂの信号レベルの変化の様子を見ると、トラック横切り中もトラック追従中も、光学ディスク表面にキズがある領域では、その信号レベルが大きく低下することがわかる。一方、下方包絡線信号Ｃの信号レベルの変化の様子を見ると、トラック横切り中は、光学ディスク表面にキズがある領域で振幅が小さくなるものの、信号レベルが周期的に変化していることがわかる。また、トラック追従中は、光学ディスク表面にキズがあっても、その信号レベルに何ら変化がないことがわかる。

そこで、本実施形態では、処理ブロック６１Ａが、下方包絡線信号Ｃをデジタルデータに変換した下方包絡線データＥを用いて、トラック横切りの検出を行う。

図５に、処理ブロック６１Ａ内のインバータ６１１、ＬＰＦ６１２および減算器６１３のデジタル信号処理の結果を、視覚的に理解しやすい波形イメージで示す。

インバータ６１１の出力信号は、下方包絡線データＥの極性を反転させた反転下方包絡線データＦであり、ＬＰＦ６１２の出力信号は、反転下方包絡線データＦから抽出された低周波成分データＧである。

また、減算器６１３の出力信号は、反転下方包絡線データＦから低周波成分データＧを減算した結果の減算データＨである。図５に示すように、減算器６１３から出力される減算データＨは、信号レベル０を中心に振動する波形となる。したがって、減算データＨを、例えば極性符号付き数値表現で表すとすると、極性符号は、‘０’と‘１’を交互に繰り返す。この‘０’と‘１’の変化は、トラックを横切るごとに現れる。

そこで、極性データ抽出回路６１４は、減算器６１３の出力の減算データＨから極性データを抽出し、その抽出結果をトラック横切り検出信号として出力する。

図６に、極性データ抽出回路６１４から出力されるトラック横切り検出信号を示す。図６に示すように、トラック横切り信号は、トラック横切り中に光学ディスク表面にキズがある領域を通過しても、‘０’と‘１’の繰り返しが、欠落することなく現れる。

一方、トラック追従中にキズがある領域を通過するときは、そのキズによってトラック横切り信号の信号レベルが変化することはない。

したがって、本実施形態では、トラック横切り信号に‘０’と‘１’の繰り返しが現れているときは、「光学系がトラック横切り中である」と判断することができる。そこで、デジタル信号処理回路６は、このトラック横切り信号を再生制御用信号として出力する。

また、本実施形態では、処理ブロック６１Ａの代わりに、図７に示す処理ブロック６１Ｂを、デジタル信号処理回路６に含むようにしてもよい。

図７に示す処理ブロック６１Ｂは、処理ブロック６１Ａにカウンタ６１５を追加したものである。

カウンタ６１５は、極性データ抽出回路６１４から出力されるトラック横切り検出信号の極性データの極性の切り替わりをカウントする。このカウント値は、トラックを横切るごとに増加する。すなわち、カウンタ６１５は、トラック横切り中に通過したトラックの本数をカウントしていることになる。そこで、カウンタ６１５は、そのカウント結果を横切りトラック本数データとして出力する。

この処理ブロック６１Ｂを含む場合、デジタル信号処理回路６は、トラック横切り信号および横切りトラック本数データを再生制御用信号として出力する。

このような本実施形態によれば、デジタル信号処理回路６が下方包絡線データＥに対する演算処理を行うことにより、光学ディスク表面にキズがあっても、光学系がトラック横切り中であることを示す信号を、正しく出力することができる。同様に、トラック横切り中に通過したトラックの本数を示すデータも、正しく出力することができる。

（第２の実施形態）
図４に示したように、上方包絡線信号Ｂは、トラック横切り中もトラック追従中も、光学ディスク表面にキズがある領域では、その信号レベルが大きく低下する。そこで、本実施形態では、デジタル信号処理回路６が、上方包絡線信号Ｂをデジタルデータに変換した上方包絡線データＤに対する演算処理を行い、再生制御用信号として、キズなどの欠陥を検出したことを示す欠陥検出信号を出力する例を示す。

図８は、本実施形態のデジタル信号処理回路６に含まれる処理ブロック６２の構成の例を示すブロック図である。

処理ブロック６２は、スイッチＳＷの切り替えにより、光学素子１０００へ反射光が入力される前のＡＤ変換器４の出力を上方包絡線初期データとして格納するレジスタ６２１と、光学素子１０００へ反射光が入力されているときにＡＤ変換器４から出力される上方包絡線データＤの高域成分を除去し、上方包絡線低域データを出力するＬＰＦ６２２と、ＬＰＦ６２２から出力される上方包絡線低域データに所定の係数Ｋを乗算する乗算器６２３と、レジスタ６２１から出力される上方包絡線初期データに係数（１−Ｋ）を乗算する乗算器６２４と、乗算器６２３の出力と乗算器６２４の出力を加算する加算器６２５と、上方包絡線データの値から加算器６２５の出力の値を減算し、その減算結果の極性データを欠陥検出信号Ｍとして出力する減算器６２６と、を有する。

ここで、係数Ｋは、ディスクによって異なるキズの深さの許容値に応じて設定される値であり、欠陥検出の判定基準となる閾値を定める係数である。

次に、処理ブロック６２における演算処理について説明する。

上方包絡線データＤから上方包絡線初期データのレベルＪを減算した、
Ｄ−Ｊ・・・（１）
が、欠陥検出に用いる情報となる。

ＬＰＦ６２２の時定数を、欠陥に反応しない程度に長く設定することで、ＬＰＦ６２２の出力Ｉは、欠陥が無い部分の上方包絡線データＤのレベルを保持することになる。このＬＰＦ６２２の出力Ｉから上方包絡線初期データのレベルＪを減算した値、
Ｉ−Ｊ・・・（２）
に、係数Ｋ（０＜Ｋ＜１）を乗算した値、
Ｋ×（Ｉ−Ｊ）・・・（３）
を欠陥検出の基準レベルとすると、（１）と（３）を比較して、（３）の方が大きくなった期間を「欠陥」として検出することができる。このとき、係数Ｋにより、元の上方包絡線データＤに対してどの程度の比率のところを検出レベルとするか、を簡単に設定することができる。例えば、上方包絡線データが５０％のレベルまで下がったところを検出レベルとするには、Ｋ＝０．５とすればよい。

（１）と（３）の比較を行うには、（１）と（３）の差分をとって、その極性を確認すればよいので、
（Ｄ−Ｊ）−Ｋ×（Ｉ−Ｊ）・・・（４）
＝Ｄ−［（１−Ｋ）×Ｊ＋Ｋ×Ｉ］・・・（５）
の演算結果の極性を欠陥検出結果とすればよい。すなわち、処理ブロック６２は、この演算を実行しているものである。

ここで、（１）および（３）の値とキズの深さの関係を図９に示す。図９（ａ）は、キズが深い場合の上方包絡線データＤとＬＰＦ６２２の出力Ｉの変動の様子を示し、図９（ｂ）は、キズが浅い場合の上方包絡線データＤとＬＰＦ６２２の出力のレベルの変動の様子を示す。

上方包絡線データＤは、キズが深いほど、レベルの変化が大きい。そのため、図９（ａ）では、キズの部分での上方包絡線データＤは、欠陥検出の基準レベルとなる、（３）に示した値、Ｋ×（Ｉ−Ｊ）を下回る。したがって、上方包絡線データＤのレベルが低下している期間は、欠陥検出信号Ｍが負極性（極性符号＝‘１’）になる。

一方、図９（ｂ）では、キズが浅く、上方包絡線データＤは、欠陥検出の基準レベルとなる値、Ｋ×（Ｉ−Ｊ）を下回らない。そのため、上方包絡線データＤのレベルが低下している期間も、欠陥検出信号Ｍは正極性（極性符号＝‘０’）のままである。

このように、減算器６２６から出力される欠陥検出信号Ｍは、キズの深さが許容範囲内であれば正の値となり、キズの深さが許容範囲を超えると負の値となる。そこで、処理ブロック６２は、減算器６２６の出力を、極性により許容値以上の深さのキズがあるかどうかの判定が行える欠陥検出信号として出力する。

このような本実施形態によれば、デジタル信号処理回路６は、上方包絡線データＤに対する演算処理を行うことにより、再生制御用信号として欠陥検出信号を出力することができる。

なお、本実施形態のデジタル信号処理回路６に、第１の実施形態で示した処理ブロック６１Ａまたは処理ブロック６１Ｂを含ませるようにしてもよい。

（第３の実施形態）
光学素子１００から出力される信号は、光学ディスクの個体差や光学ディスクの表面の状態などにより、その振幅が異なることがある。そこで、本実施形態では、光学素子１００から出力される信号の振幅が一定していなくても、安定した増幅出力が得られる再生制御用信号生成回路の例を示す。

図１０は、本発明の第３の実施形態に係る再生制御用信号生成回路の構成の例を示すブロック図である。

本実施形態の再生制御用信号生成回路が第１の実施形態の再生制御用信号生成回路と異なる点は、増幅器１の代わりに、増幅率を変化させることのできる増幅率可変増幅器１Ａを用いる点と、この増幅率可変増幅器１Ａの増幅率を、デジタル信号処理回路６に含まれる処理ブロック６３から出力される増幅率信号により制御する点である。

図１１に、処理ブロック６３の構成の例を示す。

処理ブロック６３は、ＡＤ変換器４から出力される上方包絡線データＤから、ＡＤ変換器５から出力される下方包絡線データＥを減算する減算器６３１と、減算器６３１の出力が予め設定された振幅基準データと一致するよう、増幅率可変増幅器１Ａの増幅率を設定し、増幅率信号として出力する増幅率設定回路６３２と、を有する。

減算器６３１は、上方包絡線データＤと下方包絡線データＥの差分を算出する。この差分が、増幅率可変増幅器１Ａの出力信号Ａの振幅情報となる。

増幅率設定回路６３２は、減算器６３１の出力と振幅基準データとの比較を行う。比較の結果、減算器６３１の出力が振幅基準データより小さいときは増幅率可変増幅器１Ａの増幅率を上げ、減算器６３１の出力が振幅基準データより大きいときは増幅率可変増幅器１Ａの増幅率を下げる。また、減算器６３１の出力が振幅基準データに等しいときは、現在の増幅率をそのまま維持する。このような増幅率設定回路６３２による増幅率の制御により、増幅率可変増幅器１Ａの出力信号Ａの振幅は、常に一定の大きさに保たれる。

このような本実施形態によれば、デジタル信号処理回路６が、上方包絡線データＤおよび下方包絡線データＥを用いた演算処理を行い、増幅率可変増幅器１Ａの増幅率を設定する増幅率信号を出力することにより、光学素子１００から出力される信号の振幅が一定していなくても、増幅率可変増幅器１Ａから安定した増幅出力を得ることができる。

なお、本実施形態のデジタル信号処理回路６に、第１の実施形態で示した処理ブロック６１Ａまたは処理ブロック６１Ｂを含ませるようにしてもよいし、第２の実施形態で示した処理ブロック６２を含ませるようにしてもよい。

以上説明した少なくとも１つの実施形態の再生制御用信号生成回路によれば、光ディスクの表面に欠陥があっても、再生制御用信号を正しく生成することができる。

また、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 増幅器
１Ａ 増幅率可変増幅器
２ 上方検波回路
３ 下方検波回路
４、５ ＡＤ変換器
６ デジタル信号処理回路
６１Ａ、６１Ｂ、６２、６３ 処理ブロック
６１１ インバータ
６１２、６２２ ＬＰＦ
６１３、６２６、６３１ 減算器
６１４ 極性データ検出回路
６１５ カウンタ
６２１ 初期データレジスタ
６２３、６２４ 乗算器
６２５ 加算器
６３２ 増幅率設定回路
ＳＷ スイッチ

Claims (5)

1. 光ディスクからの反射光の強度を光電変換する受光素子から入力される電気信号を増幅する増幅器と、
   前記増幅器の前記出力信号の上方包絡線の検波を行い、上方包絡線信号を出力する上方検波回路と、
   前記増幅器の前記出力信号の下方包絡線の検波を行い、下方包絡線信号を出力する下方検波回路と、
   前記上方包絡線信号をデジタル信号へ変換し、上方包絡線データを出力する第１のＡＤ変換器と、
   前記下方包絡線信号をデジタル信号へ変換し、下方包絡線データを出力する第２のＡＤ変換器と、
   前記上方包絡線データおよび前記下方包絡線データを用いる演算処理を行い、前記光ディスクに記録されたデータの再生の制御に用いられる再生制御用信号を出力するデジタル信号処理回路と
   を備えることを特徴とする再生制御用信号生成回路。
2. 前記デジタル信号処理回路が、
   前記下方包絡線データの極性を反転させた反転下方包絡線データを出力するインバータと、
   前記反転下方包絡線データの低周波成分を抽出する第１の低域通過フィルタと、
   前記反転下方包絡線データから前記低域通過フィルタの出力データを減算する第１の減算器と、
   前記減算器の出力データから極性データを抽出し、トラック横切り検出信号として出力する極性データ抽出回路と
   を有し、
   前記再生制御用信号として前記トラック横切り検出信号を出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の再生制御用信号生成回路。
3. 前記デジタル信号処理回路が、
   前記極性データの極性の切り替わりをカウントし、横切りトラック本数データとして出力するカウンタをさらに備え、
   前記再生制御用信号として、前記横切りトラック本数データを出力する
   ことを特徴とする請求項２に記載の再生制御用信号生成回路。
4. 前記デジタル信号処理回路が、
   前記反射光が入力される前の前記第１のＡＤ変換器の出力を上方包絡線初期データとして格納するレジスタと、
   前記反射光が入力されているときの前記上方包絡線データの高域成分を除去し、上方包絡線低域データを出力する第２の低域通過フィルタと、
   前記上方包絡線低域データに所定の係数Ｋを乗算する第１の乗算器と、
   前記上方包絡線初期データに係数（１−Ｋ）を乗算する第２の乗算器と、
   前記第１の乗算器の出力と前記第２の乗算器の出力を加算する加算器と、
   前記上方包絡線データから前記加算器の出力を減算し、減算結果の極性データを欠陥検出信号として出力する第２の減算器と、
   を有し、
   前記再生制御用信号として、前記欠陥検出信号を出力する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の再生制御用信号生成回路。
5. 前記増幅器の増幅率が可変であり、
   前記デジタル信号処理回路が、
   前記上方包絡線データから前記下方包絡線データを減算する第３の減算器と、
   前記第３の減算器の出力が予め設定された振幅基準データと一致するよう、前記増幅器の増幅率を設定し、増幅率信号として出力する増幅率設定回路と
   を有し、
   前記再生制御用信号として、前記増幅率信号を出力する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の再生制御用信号生成回路。

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