JP3723197B2 - 光記録／再生装置の欠陥信号検出装置及びその欠陥信号検出方法 - Google Patents

Description

本発明は光記録/再生装置に係り、さらに詳しくはデータが記録された光ディスク媒体から読み出された再生信号の欠陥有無を検出してブランク信号を出力する欠陥信号検出装置及びその欠陥信号検出方法に関する。

ＣＤ(Compact Disc)やＤＶＤ(Digital Versatile Disc)のような光ディスク再生装置又は光ディスク記録・再生装置（以下では、両装置を総称して光記録/再生装置と呼ぶ）ではディスク表面にレーザのようなコヒーレントは光源から放出される光ビームを投射して、ディスクの表面で反射された光の強度を電気的信号に変換してディスクに記録されたデータを読み出すものである。この際、光ディスクから直接検出されたデータ信号を電気信号に変換した信号をＲＦ(Radio Frequency)信号（又は高周波信号）と称する。このＲＦ信号は本質的にはディタル情報を内包する電気信号であって、これを離散化された二進信号に変換し、その二進信号は一定のフォーマットに従いデコーディング処理された後必要な情報の用途として利用されることなる。

しかし実際には、光ディスクの表面は色々の傷や埃などがついてＲＦ信号がディスク表面に記録された記録マーク(recorded mark)に対応する所定の振幅(amplitude)を有する一定した値として安定的に検出されない場合がある。また、再生したいデータが離散データとして論理的には連続されていても、物理的にはディスク上のあちらこちらのブロック領域あるいはセクタ領域に分散している場合がある。この場合、光ピックアップはディスクの表面を内周から外周に移動しつつ順次連続的に読むのではなく、アクセスすべき領域毎に光ピックアップはジャンプする場合がある。このジャンプする瞬間あるいは期間においては、ＲＦ信号は一時的に検出されず出力されなくなる。

上記の場合に加えて、図１Ａないし図１Ｄは多様な原因によって再生信号が所定の振幅を維持せず、いわゆる欠陥が発生する例を示している。すなわち、図１Ａはディスクに指紋がついている場合、図１Ｂはディスクの再生時に光ピックアップが他のトラックにジャンプする場合、図１Ｃはディスク自体に傷等のスクラッチ(scratch)または記録膜にブラックドット(black dot)などの欠陥がある場合であり、図１Ｄは正常的な信号にも関わらず設定された信号の閾値より小さいということから、非正常的な信号と判断される場合を示したものである。

図１に示した通り、入力される再生信号に非正常的なＲＦ信号、すなわち欠陥信号を検出する装置を欠陥信号検出装置と称し、欠陥信号検出装置で欠陥信号が検出されればこれを知らせるためのブランク(Blank)信号を出力する。ブランク信号は、ＰＬＬ(phase locked loop)回路や二進データデコーダ（図示せず）に提供され、ＰＬＬ回路をホールドさせたり二進データの出力をしばらく止める役割を果たすのに使われる。これにより、非正常信号を再生信号の処理より排斥することにより記録情報を正しく再生する方法が取られている。

具体的には、従来の欠陥信号検出装置は、図２に示した通りである。ＡＤ変換器１０から出力されたデジタル形態の信号は最大値検出器１２及び最小値検出器１４にそれぞれ入力される。最大値検出器１２及び最小値検出器１４としてはサンプルホールド回路が一般的には用いられる。最大値検出器１２は入力されるＲＦ信号の上限値(upper value)を検出し、最小値検出器１４は入力されるＲＦ信号の下限値(bottom value)を検出する。入力されるＲＦ信号の上限値と下限値が検出されれば、第１比較器(ＣＯＭＰ１)１６で上限値と第１閾値ＴＨ１とを比較し結果、上限値が第１閾値ＴＨ１より小さいか、あるいは、第２比較器(ＣＯＭＰ２)１８で下限値と第２閾値ＴＨ２とを比較した結果、下限値が第２閾値ＴＨ２より大きければ論理回路２０を通して欠陥信号を出力する。すなわち第１閾値ＴＨ１及び第２閾値ＴＨ２と比較してＲＦ信号の上限値と下限値がそれぞれ小さいか大きい場合を、信号の欠陥として検出する。しかし、このような従来の欠陥信号検出装置では、次のような正常的ＲＦ信号に対してもこれを欠陥信号として検出することとなる。

第１に、図１Ｄに示した通り、再生信号の動的変化の振幅が設定された閾値ＴＨ１、ＴＨ２より信号の振幅が小さいだけで正常的な離散再生信号が入力される場合。

第２に、ディスクからピックアップを通してディスク上のデータを読込む時、ディスク製品あるいはドライブやプレーヤ製品において製品間のバラツキによってＲＦ信号の振幅に偏り（偏差）が発生して信号の振幅が閾値ＴＨ１、ＴＨ２より大きいか又は小さい信号が入力される場合。

第３に、入力信号にゼロ基準に対して非対称的な信号が含まれる場合。

従来の欠陥信号検出装置では、閾値ＴＨ１、ＴＨ２が固定されているため、前記の３つのような場合には、その入力信号は正常的な信号であるにも関わらず、非正常的な信号と判別してブランク信号を出力することとなる。そのためこれら正常な入力信号が排除され読み取られないことが起こるという問題があった。

本発明は前記の問題点を解決するために案出されたもので、その目的は入力される再生信号に対応して動的な信号検出方法を有し、正確に欠陥信号を検出できる欠陥信号検出装置及びその欠陥信号検出方法を提供するところにある。

従来の欠陥信号検出装置では入力信号を固定された閾値ＴＨ１、ＴＨ２により正常あるいは非正常を判断しているため、ディスクや光記録/再生装置のバラツキに対するＲＦ信号の信号検出の適応性が低いことが正常な入力信号が適切に読み取られないことの原因のひとつとなっている。さらに、ディスク品質を原因とするＲＦ信号の欠陥またはアクセス動作におけるＲＦ信号の欠如やランダム性は、比較的短期間の信号異常として現れる。従って、短期間のＲＦ信号の変動に着目することにより信号の異常を検出することができる。

ＲＦ信号の特徴は、ディスクに書き込まれた“１”又は“０”のデータに従ってディスクから反射された光の信号の大きさが変化し、それに対応してＲＦ信号が最大ピーク信号と最小ピーク信号を有することとなる。

本発明では更に望ましくは、前記長周期の期間と前記短周期の期間を前記最大値検出部及び前記最小値検出部にそれぞれ提供するシステム制御部を有する。これにより、

従って、例えば短周期の期間にＲＦ信号の最大ピーク信号が最小ピーク信号と等しくなるような非正常データが検出される場合（図１Ｃに示すブラックドットの場合）には非対称量(δ)は１となる。

一方、本発明に係る光記録/再生装置の欠陥信号検出方法は、次に述べる信号処理の段階を有している。即ち、基準最大値に基づき最大値検出周期中入力される信号のうち最大

従って、入力される信号の最大値と最小値の比を用いて入力信号の欠陥有無を判別することによって入力信号に適応（adaptively）して欠陥信号を判別することができる。

更に望ましくは、前記最大値検出周期及び前記最小値検出周期はシステム制御部で前記最大値検出段階及び前記最小値検出段階にそれぞれ提供される段階を有する。
前記非対称量(δ) 算出段階で算出された非対称量(δ)は次の式によって算出される。即ち、

従って、入力される信号の最大値と最小値の比を用いて入力信号の欠陥有無を判別することによって入力信号に対応的に欠陥信号を判別することができる。

本発明によれば、入力される信号の最大値と最小値の比を用いて入力信号の欠陥有無を判別することによって入力信号に対応的に欠陥信号を判別することができる。

また、最大値と最小値の比を適用して欠陥有無を判別する際、入力信号の非対称量を適用して欠陥有無判別の許容範囲(±Δ−δ)を調整することによって非対称性を有する入力信号についても対応的に欠陥信号を判別できるようになる。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を詳述する。

図３は光記録/再生装置において、光記録媒体に記録されたデータを読み出した再生信号について欠陥有無を検出する欠陥信号検出装置に対する概略的なブロック図であり、図４ないし図６は欠陥信号検出装置の構成要素における動作を説明するための流れ図である。

欠陥信号検出装置はＡ/Ｄ変換部１１０、最大値検出部１３０、最小値検出部１５０、非対称検出部１７０、及び欠陥判別部１９０を有している。

Ａ/Ｄ変換部１１０は光ピックアップ装置(図示せず)が読み出した色々の信号であるＲＦ信号をサンプリングしてデジタル形態の信号で出力する。

最大値検出周期Ｔ１及び最小値検出周期Ｔ２を発生して前記最大値検出部１１０及び最小値検出部１３０にそれぞれを提供する。

非対称検出部１７０は入力信号の非対称性を検出する。すなわち、信号の非対称性は零点を基準として入力信号の包らく線であるエンベロープ(envelope)が高くなったり低くなったりする現象によって非対称量(δ)を定義し算出する。このような現象に対する量(δ)は数学的定義によって次式のように表せる。

欠陥判別部１９０は最大値検出部１３０、最小値検出部１５０、及び非対称検出部１７０で基準最大値と基準最小値間の値と判別された最大値と最小値及び非対称量を用いて欠陥信号の有無を判別する。従って、算出された非対称量(δ)に比べて欠陥判別部１９０の許容範囲が自動的に調整され、入力信号の非対称性に対する適応力（adaptation）が高くなる。

従って、欠陥信号は波形が零点(zero)を基準(ゼロ基準)に対して波形の包らく線となるエンベロープ(envelope)が非対称的に現われた場合、信号の動的変化の振幅が極小である場合、トラックジャップによって信号がブランクで表示される場合について、それらを示す信号となる。

図６に示した通り、最大値検出部１３０及び最小値検出部１５０からそれぞれ入力される最大値(maximum)及び最小値(minimum)の絶対値がそれぞれ求める(Ｓ６１１)。求められた絶対値を用いて最大値対最小値の比が１＋Δ−δより大きいか１−Δ−δより小さければ(Ｓ６１３)、欠陥信号と判断してブランク信号を出力する(Ｓ６１５)。ここで、Δは最大値対最小値の比に対する余裕率であって実験値であり、光記録媒体の種類に応じて異る場合がある。従って、最大値(maximum)対最小値(minimum)の比率を用いることによって信号が弱くて極小振幅に入力される場合に欠陥信号と判別される誤動作を防止することができる。また、非対称検出部１７０から得られた非対称量(δ)によって最大値対最小値の比に対する許容範囲(±Δ−δ)を自動的に調整可能なので、非対称を有する信号についても欠陥有無を正確に判別できる。

図７は本発明の信号の処理の流れを示している。この図を参照して、本発明に係る欠陥信号検出装置によって入力信号の欠陥有無を検出する方法を詳述する。

光記録媒体においてピックアップ装置を通して読み出した再生信号（入力信号）はＡ/Ｄ変換部１１０でデジタル形態の信号に変換される(Ｓ７１１)。デジタル形態に変換された再生信号は最大値検出部１３０、最小値検出部１５０、及び非対称検出部１７０にそれぞれ入力される(Ｓ７１３)。

最大値検出部１３０及び最小値検出部１５０はシステム制御部１３５から提供される基準最大値検出周期Ｔ１と基準最小値検出周期Ｔ２、及び設定された初期値である基準最大値と基準最小値を用いて、それぞれの検出周期Ｔ１と検出周期Ｔ２の間において入力される再生信号の最大値及び最小値をそれぞれ検出する。それぞれの検出周期Ｔ１、Ｔ２中検出された最大値(maximum)及び最小値(minimum)は次の検出周期の基準最大値及び 基準最小値に再設定される。

最大値検出部１３０、最小値検出部１５０、及び非対称検出部１７０からそれぞれ出力される最大値、最小値、及び非対称量(δ)を用いて、欠陥判別部１９０では入力された再生信号の欠陥有無を判別する(Ｓ７１７)。

すなわち、最大値対最小値の比が１＋Δ−δより大きいか１−Δ−δより小さければ欠陥信号と判断してブランク信号を出力する。ここで、Δは最大値対最小値の比に対する余裕率(margin)であって実験値であり、光記録媒体の種類に応じた値が適用される。すなわち、光記録媒体の種類に応ずる複数のΔがシステムにあらかじめ貯蔵されており、現在動作される光記録媒体に対応するΔが選択適用される。

欠陥判別部１９０の欠陥有無判別に対応して欠陥信号が発生した場合はブランク信号を出力する(Ｓ７１９)。

従って、実施例によれば、従来の欠陥信号検出装置によっては正常であるにもかかわらず非正常と判別された場合、例えば入力される信号の動的変化の振幅が小さい場合、ディスク間製品による信号の偏差が発生する場合、及び非対称性を含む信号の場合、においても入力される信号について本発明の欠陥信号検出装置は適応的（adaptive）に働き欠陥信号を判別できるようになる。このようにして、入力される信号にさらに適応して欠陥信号を判別してブランク信号を出力するため、全体として光記録/再生装置のシステム性能を向上させることができる。

以上では本発明の望ましい実施例について示しかつ説明したが、本発明は前記の特定の実施例に限られず、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱せず当該発明の属する技術分野において通常の知識を有する者ならばだれでも多様な変形実施が可能であることは勿論、そのような変更は請求の範囲の記載範囲内にある。

光記録媒体から読み出された再生信号の欠陥有無を検出してブランク信号を出力する欠陥検出装置に適用できる。

一般に再生信号に発生しうる多様な欠陥信号の一例を示す図である。 一般に再生信号に発生しうる多様な欠陥信号の一例を示す図である。 一般に再生信号に発生しうる多様な欠陥信号の一例を示す図である。 一般に再生信号に発生しうる多様な欠陥信号の一例を示す図である。 従来の光記録/再生装置の欠陥信号検出装置に用いられている回路の機能を示すブロック図である。 本発明に係る光記録/再生装置の欠陥信号検出装置に用いられる回路及び方法の機能を示すブロック図である。 図３の欠陥信号検出装置のうち最大値検出部１３０の動作を示す流れ図である。 図３の欠陥信号検出装置のうち最小値検出部１５０の動作を示す流れ図である。 図３の欠陥信号検出装置のうち欠陥判別部１９０の動作を示す流れ図である。 図３の欠陥信号検出装置によって欠陥信号が検出されブランク信号が出力される過程を示す流れ図である。

符号の説明

１１０ Ａ/Ｄ変換部
１３０ 最大値検出部
１５０ 最小値検出部
１７０ 非対称検出部
１９０ 欠陥判別部

Claims (10)

1. データが記録された光学記録媒体より光学的に読み出される当該データが入力される構造を有する光記録/再生装置において、
   

   
2. 前記最大値検出周期及び前記最小値検出周期を前記最大値検出部及び前記最小値検出部にそれぞれ提供するシステム制御部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光記録/再生装置の欠陥信号検出装置。
3. 前記非対称検出部で算出された非対称量(δ)は次の式によって算出されることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の光記録/再生装置の欠陥信号検出装置。
   

   
4. 前記欠陥判別部は、
   

   
5. 
6. 基準最大値に基づき最大値検出周期中入力される信号のうち最大ピーク信号の最大値
   

   
7. 前記最大値検出周期及び前記最小値検出周期はシステム制御部によって前記最大値検出段階及び前記最小値検出段階にそれぞれ提供される段階をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の光記録/再生装置の欠陥信号検出方法。
8. 前記非対称量(δ)算出段階で算出された非対称量(δ)は次の数式によって算出されることを特徴とする請求項６に記載の光記録/再生装置の欠陥信号検出方法。
   

   
9. 前記欠陥判別段階は、
   

   
10. 

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