JP3795555B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスクから再生した信号を二値化して読取る光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この発明は、光ディスクに対するデータの記録周波数がそのディスクの内周と外周で異なるゾーンＣＡＶが採用されている。ＰＬＬの動作周波数による応答速度を内周と外周で２倍以上異なる。この場合、ＰＬＬの動作周波数によって決まる応答速度の最適値は内周と外周で異なることになる。従来、内周と外周のほぼ中間に対応する応答速度を設定していた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、ＰＬＬの動作周波数による応答速度を内周と外周のそれぞれに適した最適値へと設定できることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、光ディスクに対するデータの記録周波数が光ディスクの内周と外周で異なるゾーンＣＡＶとなっている光ディスクからデータを再生する光ディスク装置において、上記光ディスクに対してデータの再生を行う光学ヘッドと、この光学ヘッドからの再生信号を 2 値化する 2 値化手段と、この 2 値化手段による 2 値化信号と再生用の基本クロックとの位相差に相当する誤差信号を出力するＰＬＬ回路と、上記光ディスクの内周と外周とで異なる時定数の応答速度を記憶する記憶手段と、上記光学ヘッドが内周か外周かに基づいて、上記記憶手段により記憶されている時定数の 1 つを応答速度調整値として選定する選定手段と、上記ＰＬＬ回路からの誤差信号に上記選定手段により選定された時定数を乗算する乗算手段と、この乗算手段による乗算結果を上記光学ヘッドからの再生信号に加算する加算手段とから構成される。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図３において、１は情報記憶媒体であるところの光ディスクで、モータ３によって例えば一定の速度で回転される。このモータ３は、モータ制御回路４により制御される。光ディスク１に対する情報の記録、再生は、光学ヘッド５によって行われる。光学ヘッド５は、リニアモータ６の可動部を構成する駆動コイル７に固定されており、その駆動コイル７はリニアモータ制御回路８に接続される。
【００３６】
リニアモータ制御回路８に速度検出器９が接続され、その速度検出器９で検出される光学ヘッド５の速度信号がリニアモータ制御回路８に送られる。リニアモータ６の固定部に、図示しない永久磁石が設けられており、上記駆動コイル７がリニアモータ制御回路８によって励磁されることにより、光学ヘッド５が光ディスク１の半径方向に移動される。
【００３７】
光学ヘッド５には、図示しないワイヤあるいは板ばねによって支持された対物レンズ１０が設けられる。この対物レンズ１０は、駆動コイル１１の駆動によりフォーカシング方向（レンズの光軸方向）への移動が可能で、また駆動コイル １２の駆動によりトラッキング方向（レンズの光軸と直交する方向）への移動が可能である。
【００３８】
レーザ制御回路１３の駆動制御により、半導体レーザ発振器９からレーザ光ビームが発せられる。レーザ制御回路１３は、変調回路１４とレーザ駆動回路１５からなり、ＰＬＬ回路１６から供給される記録用クロック信号に同期して動作する。変調回路１４は、エラー訂正回路３２から供給される記録データを記録に適した信号つまり 2-7変調データに変調する。レーザ駆動回路１５は、変調回路１４からの 2-7変調データに応じて、半導体レーザ発振器（あるいはアルゴンネオンレーザ発振器）１９を駆動する。
【００３９】
ＰＬＬ回路１６は、記録時、水晶発振器から発せられる基本クロック信号を光ディスク１上の記録位置に対応した周波数に分周し、これにより記録用のクロック信号を発生すると共に、再生時は、再生した同期コードに対応の再生用クロック信号を発生し、さらに再生用クロック信号の周波数異常を検知する。この周波数異常の検知は、再生用クロック信号の周波数が、再生するデータの光ディスク１上の記録位置に対応した所定周波数の範囲内にあるか否かによりなされる。また、ＰＬＬ回路１６は、ＣＰＵ３０からの制御信号とデータ再生回路１８のカウント部４７からの信号に応じて、記録用あるいは再生用のクロック信号を選択的に出力する。
【００４０】
半導体レーザ発振器１９から発せられるレーザ光ビームは、コリメータレンズ２０、ハーフプリズム２１、対物レンズ１０を介して光ディスク１上に照射される。光ディスク１からの反射光は、対物レンズ１０、ハーフプリズム２１、集光レンズ２２、およびシリンドリカルレンズ２３を介して光検出器２４に導かれる。
【００４１】
光検出器２４は、４分割の光検出セル２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄにからなる。このうち、光検出セル２４ａの出力信号は、増幅器２５ａを介して加算器２６ａの一端に供給される。光検出セル２４ｂの出力信号は、増幅器２５ｂを介して加算器２６ｂの一端に供給される。光検出セル２４ｃの出力信号は、増幅器２５ｃを介して加算器２６ａの他端に供給される。光検出セル２４ｄの出力信号は、増幅器２５ｄを介して加算器２６ｂの他端に供給される。
【００４２】
さらに、光検出セル２４ａの出力信号は、増幅器２５ａを介して加算器２６ｃの一端に供給される。光検出セル２４ｂの出力信号は、増幅器２５ｂを介して加算器２６ｄの一端に供給される。光検出セル２４ｃの出力信号は、増幅器２５ｃを介して加算器２６ｄの他端に供給される。光検出セル２４ｄの出力信号は、増幅器２５ｄを介して加算器２６ｃの他端に供給される。
【００４３】
加算器２６ａの出力信号は差動増幅器ＯＰ２の反転入力端に供給され、その差動増幅器ＯＰの非反転入力端に加算器２６ｂの出力信号が供給される。差動増幅器ＯＰ２は、加算器２６ａ、２６ｂの両出力信号の差に応じた、フォーカス点に関する信号を出力する。この出力はフォーカシング制御回路２７に供給される。フォーカシング制御回路２７の出力信号は、フォーカシング駆動コイル１２に供給される。これにより、レーザ光ビームが、光ディスク１上で常時ジャストフォーカスとなる制御される。
【００４４】
加算器２６ｃの出力信号は差動増幅器ＯＰ１の反転入力端に供給され、その差動増幅器ＯＰ１の非反転入力端に加算器２６ｄの出力信号が供給される。差動増幅器ＯＰ１は、加算器２６ｃ、２６ｄの両出力信号の差に応じたトラック差信号を出力する。この出力はトラッキング制御回路２８に供給される。トラッキング制御回路２８は、差動増幅器ＯＰ１からのトラック差信号に応じてトラック駆動信号を作成する。
【００４５】
トラッキング制御回路２８から出力されるトラック駆動信号は、トラッキング方向の駆動コイル１１に供給される。また、トラッキング制御回路２８で用いられるトラック差信号が、リニアモータ制御回路８に供給される。
【００４６】
上記フォーカシングおよびトラッキングがなされることで、光検出器２４の各光検出セル２４ａ，…２４ｄの出力信号の和信号には、つまり加算器２６ｃ、 ２６ｄの両出力信号の加算である加算器２６ｅの出力信号には、トラック上に形成されたピット（記録情報）からの反射率の変化が反映される。この信号は、データ再生回路１８に供給される。データ再生回路１８は、ＰＬＬ回路１６からの再生用クロック信号に基づき、記録データを再生する。また、データ再生回路 １８は、加算器２６ｅの出力信号とＰＬＬ回路１６からの再生用クロック信号とに基づいてプリフォーマットデータ内のセクタマークを検出すると共に、ＰＬＬ回路１６から供給される二値化信号および再生用クロック信号に基づき、その二値化信号からアドレス情報としてのトラック番号とセクタ番号を再生する。
【００４７】
データ再生回路１８の再生データはバス２９を介してエラー訂正回路３２に供給される。エラー訂正回路３２は、再生データ内のエラー訂正コードＥＣＣによりエラーを訂正したり、あるいはインターフェース回路３５から供給される記録データにエラー訂正コードＥＣＣを付与してメモリ２に出力する。
【００４８】
このエラー訂正回路３２でエラー訂正される再生データはバス２９およびインターフェース回路３５を介して外部装置としての記憶媒体制御装置３６に供給される。記憶媒体制御装置３６から発せられる記録データは、インターフェース回路３５およびバス２９を介してエラー訂正回路３２に供給される。
【００４９】
上記トラッキング制御回路２８によって対物レンズ１０が移動されているとき、リニアモータ制御回路８により、対物レンズ１０が光学ヘッド５内の中心位置近傍に位置するようリニアモータ６つまり光学ヘッド５が移動される。
【００５０】
Ｄ／Ａ変換器３１は、フォーカシング制御回路２７、トラッキング制御回路 ２８、リニアモータ制御回路８と光ディスク装置の全体を制御するＣＰＵ３０との間での情報の授受に用いられる。
【００５１】
モータ制御回路４、リニアモータ制御回路８、レーザ制御回路１５、ＰＬＬ回路１６、データ再生回路１８、フォーカシング制御回路２７、トラッキング制御回路２８、エラー訂正回路３２等は、バス２９を介してＣＰＵ３０によって制御される。ＣＰＵ３０は、メモリ２に記録されたプログラムによって所定の動作を行なう。
【００５２】
このように構成された情報処理装置いわゆる光ディスク装置において、データ再生回路１８に本発明の要部が搭載される。
この要部の第１実施例を図１に示す。なお、図１において、従来の図１１と同一部分には同一符号を付している。
【００５３】
図１に示すように、光ディスク再生手段で再生される信号がプリアンプ４１を介して振幅レベル調整回路６１に供給される。
振幅レベル調整回路６１は、再生信号の振幅レベルを、所定の複数の振幅レベルのうち、いずれか一個の振幅レベルにＣＰＵ６０からの指令に応じて変更するためのもので、後述する波形整形処理手段の前段に設けられる。振幅レベルの具体的な調整方法としては、複数の抵抗のうちの一つをアナログスイッチで切替えるもの、可変抵抗の抵抗値をディジタル的に切替えるものなどがある。
【００５４】
振幅レベル調整回路６１を経た再生信号は加算器４２を介して再生信号増幅回路４３に供給される。この再生信号増幅回路４３で増幅される再生信号は、二値化回路４４に供給され、そこで一定のスレッシュホールドレベルＴＨを基準に二値化される。
【００５５】
二値化４４の出力は、デコード回路４６に送られてＣＰＵ６０の制御の下にデコードされ、読取り信号となる。読取り信号は訂正回路４７に送られ、適宜にエラー訂正処理が施される。この訂正回路４７は、上記したエラー訂正回路３２に対応する。すなわち、デコード回路４６、訂正回路４７、およびＣＰＵ６０により、再生信号の内容を読取る読取手段が構成される。
【００５６】
再生信号増幅回路４３の出力端から加算器４２にかけて波形整形回路４５を含むフィードバック回路が設けられており、再生信号の振幅の包絡線変動に応じた波形整形処理が再生信号増幅回路４３に入る前の再生信号に加えられる。すなわち、加算器４２、再生信号増幅回路４３、および波形整形回路４５によって波形整形処理手段が構成されており、再生信号の振幅に包絡線変動があっても、その包絡線変動が解消される方向に波形整形が働く。
【００５７】
ＣＰＵ６０は、デコード回路４６および訂正回路４７を制御する機能のほかに、次の制御手段を有する。デコード回路４６および訂正回路４７を含む読取手段の読取りが不能な場合に、上記読取手段の読取りを繰返せしめると共に、振幅レベル調整回路６１の調整値を変化つまり選択されている振幅レベルとは異なる一個の振幅レベルを選択し直させ、かつそれでも読取り不能が続く場合には振幅レベルの選択し直し動作を所定回数の範囲で繰返せしめる制御手段。
【００５８】
つぎに、上記の構成の作用を図２のフローチャートを参照して説明する。
振幅レベル調整回路６１の調整値として、初めは標準的な値が設定されている。この状態で、光ディスク１の欠陥部分が再生され、再生信号の振幅に図１３に示すような急瞬な包絡線変動が生じると、波形整形回路４５を主体とするフィードバック系の波形整形処理だけではその包絡線変動を十分に吸収できず、二値化回路４４での正しい二値化が困難となる。この場合、読取手段の読取りが不能となる。
【００５９】
読取手段の読取りが不能であると、ＣＰＵ６０から光ディスク再生手段に再度の再生を指示するためのリトライの指令が送られ、光ディスク１の同じ箇所に対して再生が繰返される。同時に、振幅レベル調整回路６１の調整値が変化され、リトライによる再生信号の振幅レベルが任意の方向（上昇方向または下降方向）に所定値ずつ変更される。
【００６０】
こうして、読取手段の読取りが可能となるまで、再生リトライおよび振幅レベル変更が繰り返される。振幅レベルの変更は、初めは上昇方向に所定値、次は下降方向に所定値というように、所定のパターンでかつ所定回数の範囲で繰り返される。
【００６１】
パターンおよび回数については、ＣＰＵ６０内に予めプログラムされている。リトライ回数を増やせば、リードできるチャンスは増えるが、リトライのための時間が増加するため、ホスト（ＣＰＵ３０）からのコマンドに対するタイムアウト時間も勘案しながらリトライ回数を決定する必要がある。
【００６２】
振幅レベルの変更方向および変更レベル幅については様々に設定してあり、これらが適宜に選択される。光ディスク１の欠陥部分がどのようなものであるか （たとえば周波数成分によるもの）、またその欠陥が再生信号にどのような形で現われるか、実際に再生してみないと判らないからである。
【００６３】
このように再生リトライおよび振幅レベル変更が繰り返されることにより、そのうち、再生信号に対する正しい二値化ができるようになる。
すなわち、再生信号の振幅に図１３に示すような急瞬な包絡線変動が生じても、図４に示すように、振幅レベルが上昇方向に変化したとき、包絡線変動の部分にスレッシュホールドレベルＴＨがかからなくなる。これにより、二値化回路 ４４において常に正しい二値化が可能となる。
【００６４】
したがって、読取り能力の増大および信頼性の向上が図れ、たとえば、ある光ディスク装置で記録されたデータを別の光ディスク装置で再生できないといった不具合が解消される。
【００６５】
次に、この発明の第２実施例について図５により説明する。なお、図面において従来の図１４と同一部分には同一符号を付している。
光ディスク再生手段で再生される信号がプリアンプ４１および加算器４２を介して再生信号増幅回路４３に供給される。再生信号増幅回路４３で増幅される再生信号は、二値化回路４４に供給され、そこで変動型のスレッシュホールドレベルＴＨを基準に二値化される。この場合のスレッシュホールドレベルＴＨは、当該二値化回路４４に入力される信号の振幅の包絡線変化に追従して変動する。
【００６６】
二値化回路４４の出力信号は、ＰＬＬ回路４８に供給され、光ディスク再生手段の再生用クロック信号に同期したデータ系列に変換される。ＰＬＬ回路４８は、図３のＰＬＬ回路１６に対応する。
【００６７】
ＰＬＬ回路４８の出力は、デコード回路４６に送られてＣＰＵ６０の制御の下にデコードされ、読取り信号となる。読取り信号は訂正回路４７に送られ、適宜にエラー訂正処理が施される。
【００６８】
ＰＬＬ回路４８から加算器４２にかけて、時定数回路４９および応答速度調整回路６２を含むフィードバック回路が設けられている。このフィードバック回路において、ＰＬＬ回路４８から応答速度調整回路６２に供給される信号は、光ディスク再生手段の再生用クロック信号と二値化回路４４からの二値化信号との位相ずれに相当する誤差信号である。
【００６９】
応答速度調整回路６２は、複数種の時定数をあらかじめ記憶しており、これら時定数の一つをＣＰＵ６０からの指令に応じた応答速度調整値として選定し、それをＰＬＬ回路４８からの誤差信号に対し乗算する。時定数の乗算は、誤差信号に対する当該フィードバック系の応答速度を早すぎないよう遅すぎないよう適切な値に設定するためのものである。
【００７０】
ＰＬＬ回路４８、応答速度調整回路６２、波形整形回路４５、加算器４２、および再生信号増幅回路４３によって波形整形処理手段が構成されており、再生用クロック信号と二値化信号との位相ずれが解消する方向に二値化回路４４のスレッシュホールドレベルＴＨが変化するよう、再生信号に対し波形整形が加えられる。
【００７１】
ＣＰＵ６０は、デコード回路４６および訂正回路４７を制御する機能のほかに、次の制御手段を有する。デコード回路４６および訂正回路４７を含む読取手段の読取りが不能なとき、その読取りが可能となるまで所定回数の範囲で、光ディスク再生手段の再生を繰返せしめるとともに、応答速度調整回路６２の調整値を変化させる制御手段。
【００７２】
つぎに、上記の構成の作用を図６のフローチャートを参照して説明する。
応答速度調整回路６２の調整値として、初めは標準的な時定数が選定されるが、光ディスク１の欠陥部分が再生されると、応答速度調整回路６２を含むフィードバック系の応答速度が不適切となり、二値化回路４４での正しい二値化が困難となる。この場合、読取手段の読取りが不能となる。
【００７３】
読取手段の読取りが不能になると、ＣＰＵ６０から光ディスク再生手段に再度の再生を指示するためのリトライの指令が送られ、光ディスク１の同じ箇所に対して再生が繰返される。同時に、応答速度調整回路６２の調整値として別の時定数が選定される。
【００７４】
こうして、読取手段の読取りが可能となるまで、再生リトライおよび時定数変更が繰り返される。時定数の変更は、読取りが可能となるまで、所定回数の範囲で繰り返される。選定される時定数の大きさ、および変更の回数については、 ＣＰＵ６０内に予めプログラムされている。
【００７５】
リトライ回数を増やせば、リードできるチャンスは増えるが、リトライのための時間が増加するため、ホスト（ＣＰＵ３０）からのコマンドに対するタイムアウト時間も勘案しながらリトライ回数を決定する必要がある。
【００７６】
こうして再生リトライおよび時定数変更が繰り返されることにより、そのうち、応答速度調整回路６２を含むフィードバック系の応答速度が欠陥部分の再生信号に適したものとなり、再生信号に対する正しい二値化ができるようになる。
【００７７】
すなわち、図７および図８に示すように、再生信号の振幅の包絡線変化に対し、波形整形のためのＣ点電圧（波形整形回路４５の出力電圧）が適切な速度で追従するようになり、再生用クロック信号と二値化信号との位相ずれが解消する方向に二値化回路４４のスレッシュホールドレベルＴＨが最適変化する。
【００７８】
したがって、読取り能力の増大および信頼性の向上が図れ、たとえば、ある光ディスク装置で記録されたデータを別の光ディスク装置で再生できないといった不具合が解消される。
【００７９】
光ディスク１に対するデータの記録周波数がそのディスクの内周と外周で異なるＺＣＡＶ（ゾーンＣＡＶ）が採用されている場合、ＰＬＬの動作周波数が内周と外周で２倍以上異なることが少なくない。この場合、ＰＬＬの動作周波数によって決まる応答速度（時定数）の最適値は内周と外周で異なることになる。従来は、この内周と外周のほぼ中間に対応する応答速度（時定数）を設定していたが、本実施例では応答速度（時定数）を内周と外周のそれぞれに適した最適値へと設定することができる。
【００８０】
この発明の第３実施例について図９により説明する。
第２実施例の構成に第１実施例の振幅レベル調整回路６１を加えた構成となっている。
【００８１】
ＣＰＵ６０は、デコード回路４６および訂正回路４７を制御する機能のほかに、次の制御手段を有する。デコード回路４６および訂正回路４７を含む読取手段の読取りが不能なとき、その読取りが可能となるまで所定回数の範囲で、光ディスク再生手段の再生を繰返せしめるとともに、振幅レベル調整回路６１の調整値または応答速度調整回路６２の調整値を変化させる制御手段。
【００８２】
作用を図１０のフローチャートを参照して説明する。
振幅レベル調整回路６１の調整値として、初めは標準的な値が設定されている。この状態で、光ディスク１の欠陥部分が再生され、読取手段の読取りが不能になると、ＣＰＵ６０から光ディスク再生手段に再度の再生を指示するためのリトライの指令が送られ、光ディスク１の同じ箇所に対して再生が繰返される。同時に、振幅レベル調整回路６１の調整値が変化され、リトライによる再生信号の振幅レベルが変更される。
【００８３】
これでも読取りが不能であれば、再生リトライが繰り返されると同時に、今度は応答速度調整回路６２の調整値つまり時定数が変更される。
これでも読取りが不能であれば、再生リトライが繰り返されると同時に、再び振幅レベル調整回路６１の調整値が変化される。
【００８４】
こうして、読取手段の読取りが可能となるまで、再生リトライが繰り返されながら、振幅レベル変更と時定数変更とが交互に実行される。
そのうち、再生信号に対する正しい二値化ができるようになる。第１実施例および第２実施例と同様の効果が得られる。
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【００８５】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、ＰＬＬの動作周波数による応答速度を内周と外周のそれぞれに適した最適値へと設定できることを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の構成を示すブロック図。
【図２】第１実施例の作用を説明するためのフローチャート。
【図３】この発明に関わる光ディスク装置の制御回路の構成を示すブロック図。
【図４】図１における各部の信号波形を示す図。
【図５】第２実施例の構成を示すブロック図。
【図６】第２実施例の作用を説明するためのフローチャート。
【図７】図５における各部の信号波形を示す図。
【図８】図５における各部の信号波形を示す図。
【図９】第３実施例の構成を示すブロック図。
【図１０】第３実施例の作用を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
４１…プリアンプ、４２…加算器、４３…再生信号増幅回路、４４…二値化回路、４５…波形整形回路、４６…デコード回路、４７…訂正回路、６０…ＣＰＵ、６１…振幅レベル調整回路、６２…応答速度調整回路。

Claims (1)

1. 光ディスクに対するデータの記録周波数が光ディスクの内周と外周で異なるゾーンＣＡＶとなっている光ディスクからデータを再生する光ディスク装置において、
   上記光ディスクに対してデータの再生を行う光学ヘッドと、
   この光学ヘッドからの再生信号を 2 値化する 2 値化手段と、
   この 2 値化手段による 2 値化信号と再生用の基本クロックとの位相差に相当する誤差信号を出力するＰＬＬ回路と、
   上記光ディスクの内周と外周とで異なる時定数の応答速度を記憶する記憶手段と、
   上記光学ヘッドが内周か外周かに基づいて、上記記憶手段により記憶されている時定数の 1 つを応答速度調整値として選定する選定手段と、
   上記ＰＬＬ回路からの誤差信号に上記選定手段により選定された時定数を乗算する乗算手段と、
   この乗算手段による乗算結果を上記光学ヘッドからの再生信号に加算する加算手段と、
   を具備したことを特徴とする光ディスク装置。

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