JP4172476B2

JP4172476B2 - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP4172476B2
Application number: JP2005215279A
Authority: JP
Inventors: 著明真下
Original assignee: Teac Corp
Current assignee: Teac Corp
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2005-07-26
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2025-07-26
Also published as: TWI323885B; CN100552799C; JP2007035131A; CN1905046A; US20070025232A1; TW200705406A; US7599262B2

Description

本発明は光ディスク装置、特にＭＳＫ変調されたウォブル信号からアドレス情報を復調する技術に関する。

従来より、光ディスクのアドレス情報を光ディスクのウォブル信号に埋め込む方式が採用されている。変調方式としてはＭＳＫ（Minimum Shift Keying）変調方式、ＰＳＫ（Phase shift Keying）変調方式、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調方式が単独で用いられる他、Ｂｌｕ−ｒａｙディスクのようにＭＳＫ変調方式とＨＭＷ（Hermonic Wave）変調方式を併用する方式がある。ここで、ＭＳＫ変調方式では、一方を基準キャリア信号と同一の周波数とし、他方を基準キャリア信号の１．５倍の周波数として周波数変調する。基準キャリア信号をｃｏｓ（ωｔ）とすると、「０」はｃｏｓ（ωｔ）またはその反転信号−ｃｏｓ（ωｔ）となり、「１」はｃｏｓ（１．５ωｔ）またはその反転信号−ｃｏｓ（１．５ωｔ）となる。ＭＳＫ変調マークは、ｃｏｓ（１．５ωｔ）、−ｃｏｓ（ωｔ）、−ｃｏｓ（１．５ωｔ）の３キャリア周期区間で構成される。

下記の特許文献には、ＭＳＫ変調されたウォブル信号からアドレス情報を復調する際に、ウォブル信号と、このウォブル信号からＰＬＬ回路で生成したキャリア信号（基準クロック信号）の乗算を行い、乗算結果をキャリア周期毎に積算した値が負の値となるところをＭＳＫ変調マークとして検出すること、あるいは乗算結果をローパスフィルタに入力し、ローパスフィルタ出力値が負の値となるところをＭＳＫ変調マークとして検出することが開示されている。

特開２００４−３１０９５８号公報

このように、ＭＳＫ変調マークはウォブル信号と基準クロック信号から検出することが可能であるが、より簡易かつ確実に変調マークを検出することが望まれている。また、光ディスクの高密度化に伴って隣接トラックからのクロストークの影響が無視できなくなり、クロストークによりウォブル信号の位相がシフトする事態も想定されるため、クロストークの影響によらずにＭＳＫ変調マークを確実に検出する必要もある。

本発明の目的は、ＭＳＫ変調されたウォブル信号からＭＳＫ変調部分（ＭＳＫ変調マーク）を確実に検出できる装置を提供することにある。

本発明は、ＭＳＫ変調されたウォブル信号からＭＳＫ変調部分を検出することでアドレスを復調する光ディスク装置であって、前記ウォブル信号を再生する再生手段と、前記ウォブル信号を２値化する２値化手段と、２値化されたウォブル信号から前記ウォブル信号のキャリア周波数と同一周波数の基準クロック信号を生成するＰＬＬ回路と、２値化された前記ウォブル信号と前記基準クロック信号との排他的論理和を演算する演算手段と、前記基準クロックの半周期において前記排他的論理和値が１となる比率を所定のしきい比率と比較し、前記所定のしきい比率以上となる連続区間を抽出する抽出手段と、前記連続区間が所定区間数以上ある場合に前記連続区間を前記ＭＳＫ変調部分として検出する検出手段とを有することを特徴とする。本発明の１つの実施形態では、前記ウォブル信号に隣接トラックからのクロストークが重畳されている場合に前記所定のしきい比率あるいは前記所定区間数の少なくともいずれかを変更する手段を有する。

本発明によれば、２値化されたウォブル信号と基準クロック信号から簡易にＭＳＫ変調部分（ＭＳＫ変調マーク）を検出することができる。また、クロストークが存在しても、ＭＳＫ変調部分を検出するためのしきい値を適応的に変更するので、クロストークによらずＭＳＫ変調部分を検出できる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

図１に、本実施形態に係る光ディスク装置の全体構成図を示す。光ディスク１０はスピンドルモータ（ＳＰＭ）１２により回転駆動される。スピンドルモータＳＰＭ１２は、ドライバ１４で駆動され、ドライバ１４はサーボプロセッサ３０により所望の回転速度となるようにサーボ制御される。光ディスク１０の一例はＢｌｕ−ｒａｙディスクである。

光ピックアップ１６は、レーザ光を光ディスク１０に照射するためのレーザダイオード（ＬＤ）や光ディスク１０からの反射光を受光して電気信号に変換するフォトディテクタ（ＰＤ）を含み、光ディスク１０に対向配置される。光ピックアップ１６はスレッドモータ１８により光ディスク１０の半径方向に駆動され、スレッドモータ１８はドライバ２０で駆動される。ドライバ２０は、ドライバ１４と同様にサーボプロセッサ３０によりサーボ制御される。また、光ピックアップ１６のＬＤはドライバ２２により駆動され、ドライバ２２はオートパワーコントロール回路（ＡＰＣ）２４により駆動電流が所望の値となるように制御される。ＡＰＣ２４は、光ディスク１０のテストエリア（ＰＣＡ）において実行されたＯＰＣ（Optimum Power Control）により選択された最適記録パワーとなるようにドライバ２２の駆動電流を制御する。ＯＰＣは、光ディスク１０のＰＣＡに記録パワーを複数段に変化させてテストデータを記録し、該テストデータを再生してその信号品質を評価し、所望の信号品質が得られる記録パワーを選択する処理である。信号品質には、β値やγ値、変調度、ジッタ等が用いられる。

光ディスク１０に記録されたデータを再生する際には、光ピックアップ１６のＬＤから再生パワーのレーザ光が照射され、その反射光がＰＤで電気信号に変換されて出力される。光ピックアップ１６からの再生信号はＲＦ回路２６に供給される。ＲＦ回路２６は、再生信号からフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成し、サーボプロセッサ３０に供給する。サーボプロセッサ３０は、これらのエラー信号に基づいて光ピックアップ１６をサーボ制御し、光ピックアップ１６をオンフォーカス状態及びオントラック状態に維持する。

光ピックアップ１６は、光ディスク１０のグルーブに対して記録／再生を行う。光ディスク１０にはグルーブがウォブル形成されている。また、ＲＦ回路２６は、再生信号に含まれるアドレス信号をアドレスデコード回路２８に供給する。アドレスデコード回路２８はＰＬＬ回路を有し、ウォブル信号から基準クロックを生成して光ディスク１０のアドレスデータを復調し、サーボプロセッサ３０やシステムコントローラ３２に供給する。

アドレスデータは、モノトーンユニット、レファレンスユニット、ＳＹＮＣユニット（ＳＹＮＣ０〜３ユニット）、データユニット（ｄａｔａ０、ｄａｔａ１）から構成され、各ユニットの先頭にＭＳＫ変調マークが配置される。ＳＹＮＣ０ユニット、ＳＹＮＣ１ユニット、ＳＹＮＣ２ユニット、ＳＹＮＣ３ユニットは先頭以外のそれぞれ異なる位置にＭＳＫ変調マークがさらに配置される。アドレス値はデータユニットで規定され、ｄａｔａ０、ｄａｔａ１も先頭以外のそれぞれ異なる位置にＭＳＫ変調マークが配置される。アドレス値は変調マークに続き２種類のｓａｗｔｏｏｔｈ波形で０、１を規定して表現される。

ＲＦ回路２６は、再生ＲＦ信号を２値化回路３４に供給する。２値化回路３４は、再生信号を２値化し、得られた信号をエンコード／デコード回路３６に供給する。エンコード／デコード回路３６では、２値化信号を復調及びエラー訂正して再生データを得、当該再生データをインタフェースＩ／Ｆ４０を介してパーソナルコンピュータなどのホスト装置に出力する。なお、再生データをホスト装置に出力する際には、エンコード／デコード回路３６はバッファメモリ３８に再生データを一旦蓄積した後に出力する。

光ディスク１０にデータを記録する際には、ホスト装置からの記録すべきデータはインターフェースＩ／Ｆ４０を介してエンコード／デコード回路３６に供給される。エンコード／デコード回路３６は、記録すべきデータをバッファメモリ３８に格納し、当該記録すべきデータをエンコードして変調データとしてライトストラテジ回路４２に供給する。ライトストラテジ回路４２は、変調データを所定の記録ストラテジに従ってマルチパルス（パルストレーン）に変換し、記録データとしてドライバ２２に供給する。記録ストラテジは、例えばマルチパルスにおける先頭パルスのパルス幅や後続パルスのパルス幅、パルスデューティから構成される。記録ストラテジは記録品質に影響することから、通常はある最適ストラテジに固定される。ＯＰＣ時に記録ストラテジを併せて設定してもよい。記録データによりパワー変調されたレーザ光は光ピックアップ１６のＬＤから照射されて光ディスク１０にデータが記録される。データを記録した後、光ピックアップ１６は再生パワーのレーザ光を照射して当該記録データを再生し、ＲＦ回路２６に供給する。ＲＦ回路２６は再生信号を２値化回路３４に供給し、２値化されたデータはエンコード／デコード回路３６に供給される。エンコード／デコード回路３６は、変調データをデコードし、バッファメモリ３８に記憶されている記録データと照合する。ベリファイの結果はシステムコントローラ３２に供給される。システムコントローラ３２はベリファイの結果に応じて引き続きデータを記録するか、あるいは交替処理を実行するかを決定する。

このような構成において、ウォブル信号に含まれるＭＳＫ変調マークは、基本的に従来技術と同様にウォブル信号とこのウォブル信号からＰＬＬ回路で生成された基準クロック信号に基づき検出される。

図２に、アドレスデコード回路２８におけるＭＳＫ変調マーク検出回路を示す。また、検出回路はＲＦ信号から抽出されたウォブル信号を２値化する２値化器２８ａ、排他的論理和（ＥＯＲ）ゲート２８ｂ、比率カウンタ２８ｃ及び判別器２８ｄを有する。排他的論理和ゲート２８ｂは、２値化されたウォブル信号とＰＬＬ回路からの基準クロック信号との排他的論理和を演算する。比率カウンタ２８ｃは、基準クロック半周期における排他的論理和のＨｉ（ハイレベル）のパルス幅の基準クロック半周期全体に対する比率を計測する。判別器２８ｄは、比率カウンタ２８ｃで計測した比率を判定しきい比率と大小比較して０度位相か１８０度位相かを判別し、判別結果をシステムコントローラ３２に供給する。すなわち、判定しきい比率以上であれば「１」、それ未満は「０」と規格化して判別結果をシステムコントローラ３２に供給する。判別器２８ｄでの判定しきい比率は、システムコントローラ３２により適応的に設定される。

図３に、図２の各部における信号波形を示す。図３（ａ）はＭＳＫ変調されたウォブル信号波形である。図２のａ部の波形である。ＭＳＫ変調では、一方を基準キャリア信号と同一の周波数とし、他方を基準キャリア信号の１．５倍の周波数として周波数変調する。基準キャリア信号をｃｏｓ（ωｔ）とすると、ＭＳＫ変調マークは、ｃｏｓ（１．５ωｔ）、−ｃｏｓ（ωｔ）、−ｃｏｓ（１．５ωｔ）の３キャリア周期区間で構成される。図において、ＭＳＫ変調マーク１００がウォブル信号のほぼ中央に示されている。図３（ｂ）は２値化器２８ａで２値化したウォブル信号波形である。図２のｂ部の波形である。図３（ｃ）は図３（ｂ）の２値化したウォブル信号をＰＬＬ回路に供給し、ＰＬＬ回路で生成した基準クロック信号波形である。図２のｃ部の波形である。図３（ｄ）は排他的論理和ゲート２８ｂで２値化ウォブル信号と基準クロック信号の排他的論理和を演算した結果の信号波形である。図２のｄ部の波形である。図３（ｄ）の波形は、ウォブル信号と基準クロック信号がともにＨｉ（１）あるいはＬｏｗ（０）のときにＬｏｗ（０）、いずれかがＨｉ（１）の場合にＨｉ（１）となる波形である。ウォブル信号のＭＳＫ変調マークでは周波数が異なるとともに位相が反転しているため、排他的論理和にＨｉが生じることになる。本実施形態では、このＨｉの比率を利用する。

図３（ｅ）は図３（ｄ）に示す排他的論理和がＨｉ（１）となる比率、すなわち基準クロックの半周期におけるＨｉの比率を算出した結果であり、図２の比率カウンタ２８ｃでの計測結果である。ウォブル信号のうち、ＭＳＫ変調マーク以外の信号区間ではウォブル信号の位相と基準クロック信号の位相とが一致しているため比率は０となる。一方、ＭＳＫ変調マークで上述したようにウォブル信号と基準クロック信号との位相がずれてくるため比率は増大し、ＭＳＫ変調マークのうち位相反転している区間においては比率は１（１００％）となる。つまり、ＭＳＫ変調マークでは、その中心で比率が最も高く１となり、その前後の区間において有限の比率が存在することになる。比率にはノイズが含まれているため、判別器２８ｄは比率カウンタ２８ｃから供給された各区間の比率を所定の判定しきい比率と大小比較し、所定の判定しきい比率以上の比率を１に規格化する。

例えば、比率カウンタ２８ｃで算出された比率が１５区間において
０，０，０，０，１／６，１／２，５／６，１，５／６，１／２，１／６，０，０，０，０
であったとする（図３（ｅ）参照）。判定しきい比率を１／２とすると、判別器２８ｄでの判別結果は同じ１５区間において
０，０，０，０，０，１，１，１，１，１，０，０，０，０，０
となる。ここで１／６は０、５／６は１、１／２は１にそれぞれ規格化される。これらの規格化比率のうち、０と１の境界が非ＭＳＫ変調マークとＭＳＫ変調マークの境界を示す。ＭＳＫ変調マークは３区間から構成されるため、規格化比率が１となる区間は連続した複数区間となる。したがって、判別器２８ｄは、規格化比率が１となる区間が少なくとも所定区間だけ連続して存在するか否かを判定し、少なくとも所定区間だけ連続して存在する場合にはその区間をＭＳＫ変調マークとして検出し、システムコントローラ３２に検出信号を供給する。所定区間としては３区間が好適であり、４区間あるいは５区間としてもよい。所定区間数もシステムコントローラ３２から供給する。

なお、図３からも明らかなように、比率カウンタ２８ｃで算出された比率が１となる区間及びその隣接区間で基準クロック信号の位相はＨｉ−Ｌｏｗ−Ｈｉと変化し、Ｌｏｗの区間がＭＳＫ変調マークの中心であるため、単にＭＳＫ変調マークを検出するだけでなく、その中心を検出することもできる。あるいは、規格化比率の中心に対応する区間において、基準クロック信号の位相がＨｉ−Ｌｏｗ−Ｈｉの位相変化（あるいはその極性の＋、−、＋変化）のうちのＬｏｗ（−）に該当するか否かを判定し、該当する場合に確かにＭＳＫ変調マークであると検証することもできる。

以上まとめると、以下の検出アルゴリズムでＭＳＫ変調マークを確実に検出できる。
（１）基準クロックの半周期において排他的論理和がＨｉ（１）となる比率が所定の判定しきい比率以上となる区間が連続して所定区間以上存在する場合に該連続区間をＭＳＫ変調マークとして検出する
（２）該連続区間の中心区間が、基準クロック信号がＨｉ−Ｌｏｗ−Ｈｉと位相変化あるいは極性変化する際のＬｏｗ区間に相当する場合に該連続区間をＭＳＫ変調マークとして検証する

一方、ウォブル信号に隣接トラックからのクロストークが存在すると、ウォブル信号の位相がシフトするため、比率カウンタ２８ｃで算出される比率も変化し得る。したがって、固定的な判定しきい比率を用いて比率を規格化した場合、本来存在するはずのＭＳＫ変調マークを検出できないおそれがある。具体的には、クロストークの影響によりウォブル信号の振幅が変動して２値化ウォブル信号が変化し、またクロストークの影響によりウォブル信号の位相がシフトして排他的論理和の比率が変化する。そこで、システムコントローラ３２は、クロストークの有無を検出し、クロストークが存在する場合に判定しきい比率を適応的に調整する。例えば、クロストークが存在する場合に判定しきい比率を１／２から１／３あるいは１／４に低下させる。しきい比率を低下させることでＭＳＫ変調マークを検出しやすくなる。また、システムコントローラ３２は、クロストークの有無に応じて判定区間数を変化させてもよい。例えば、クロストークが存在する場合に判定区間数を３から５に増加する等である。クロストークの有無はウォブル信号の振幅変動あるいはエンベロープから検出できる。

また、システムコントローラ３２は、当初は判定のしきい比率及び区間数をデフォルト値に設定しておき、ＭＳＫ変調マークが検出されずに再試行（リトライ）処理に移行する場合にクロストークの影響があると判定してしきい比率、区間数の少なくともいずれかを変更してもよい。

さらに、クロスロークの影響がない場合に上記の（１）のみを実行してＭＳＫ変調マークを検出し、クロストークの影響がある場合に上記の（１）、（２）をいずれも実行してＭＳＫ変調マークを検出してもよい。

光ディスク装置の構成ブロック図である。アドレスデコーダのＭＳＫ変調マーク検出回路の構成図である。図２の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０光ディスク、２８アドレスデコード回路、３２システムコントローラ。

Claims

ＭＳＫ変調されたウォブル信号からＭＳＫ変調部分を検出することでアドレスを復調する光ディスク装置であって、
前記ウォブル信号を再生する再生手段と、
前記ウォブル信号を２値化する２値化手段と、
２値化されたウォブル信号から前記ウォブル信号のキャリア周波数と同一周波数の基準クロック信号を生成するＰＬＬ回路と、
２値化された前記ウォブル信号と前記基準クロック信号との排他的論理和を演算する演算手段と、
前記基準クロックの半周期において前記排他的論理和値が１となる比率を所定のしきい比率と比較し、前記所定のしきい比率以上となる連続区間を抽出する抽出手段と、
前記連続区間が所定区間数以上ある場合に前記連続区間を前記ＭＳＫ変調部分として検出する検出手段と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。
請求項１記載の装置において、さらに、
前記ウォブル信号に隣接トラックからのクロストークが重畳されている場合に前記所定のしきい比率あるいは前記所定区間数の少なくともいずれかを変更する手段と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。
請求項１、２の装置において、さらに、
前記連続区間の中心区間における前記基準クロック信号の極性が特定極性であるか否かにより前記ＭＳＫ変調部分を検証する手段と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。