JP4424271B2 - 光ディスク再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク再生装置に関し、特にPRML（Partial Response Maximum Likelihood）回路を用いて信号再生する光ディスク再生装置に関する。

従来の光ディスク再生装置では、光ディスクから得られる再生信号（RF信号）を所定のスライスレベルと比較して２値化し、次段のデジタル処理回路に２値化信号を渡していた。例えば、ＲＦ信号の値が信号スライスレベルよりも大きいときは「１」、小さいときは「０」と判定する２値化方式が提案されている。

しかし、近年、光ディスクの記録密度が高密度化し、２値化方式では適当な再生処理ができないケースがでてきた。これに対して、線方向の高密度記録再生に有効な方式であるＰＲＭＬ信号処理方式を用いたデジタルデータ再生装置が特許文献1などに提案されている。また、ＰＲＭＬ信号方式に対応可能なクロック再生方法として、デジタル化されたＰＬＬが提案されているが、この方式における位相比較器は、特許文献２に説明がある。

一方、光ディスクへの適正な書き込み条件を求める方法として、従来の２値化方式に対応するＰＬＬで同期をとったクロックと２値化信号を比較し、位相誤差が所定の閾値を越えた場合にエラーパルスを発生させカウントし、このエラーパルスの数により記録品質を評価することが行われてきた（特許文献３）。

特開２００３-３６６１２号公報 特開２０００-１０００８３号公報 特開２００４-２４６９５６号公報

PRML信号方式に対応したＰＬＬは特許文献２に開示されているが、この構成では２値化信号が得られないため、２値化信号とクロックを比較することでエラーパルスを生成する特許文献３の手法を採用することはできない。すなわち、特許文献３の記録品質の評価方法はＰＲＭＬ方式を採用した光ディスク装置に適用できない。

また、特許文献２の位相比較器の位相誤差出力がある一定のレベルを超えたときにエラーパルスを生成し、そのエラーパルスをカウントすることで光ディスクの記録品質を評価することも考えられる。

しかし、特許文献２の位相比較器で得られる位相誤差に基づくエラーパルスをカウントしても記録品質の正確な評価ができない。図２を用いて、その理由を説明する。

特許文献２の位相比較器は、ゼロクロス点から所定時間だけ前後する位置での２サンプル値の差分から位相誤差の大きさを求めるものである。例えば、図２（１）左図に示すように振幅が小さい短いマークの再生波形をサンプリングした場合には、図２（１）右図に示すようにゼロクロス点前後のサンプリング値ａ１、ｂ１の絶対値も小さくなる。一方、図２（２）左図に示すように振幅の大きい長いマークの再生波形をサンプリングした場合は、ゼロクロス点前後のサンプリング値ａ２、ｂ２の絶対値も大きくなる。

このため、仮に図２の（１）と（２）で位相誤差が等しくａ１／ｂ１＝ａ２／ｂ２の関係が成立する場合であっても、｜ａ１−ｂ１｜ ＜ ｜ａ２−ｂ２｜の関係が成立する。すなわち、短いマークについては｜ａ１−ｂ１｜が閾値を超えずエラーパルスが発生しないにもかかわらず、長いマークについて｜ａ２−ｂ２｜が閾値を超えてしまいエラーパルスが発生する場合もある。

このように、特許文献２の位相比較器の構成では、所定の閾値を超える位相誤差をエラーとしてカウントしても記録品質の正確な評価ができないという問題がある。

上記課題は、ＡＤコンバータでサンプリングした入力信号の振幅を用いて位相誤差の閾値を正規化することにより解決する。

また、ＡＤコンバータでサンプリングした入力信号の振幅を用いて位相誤差出力を振幅で正規化することで解決される。

本発明を用いることで、光ディスクの記録品質を評価することができ、最適な記録パラメータを選択することができる。これにより、最適な記録パラメータに基づく高品質のデータ記録が達成できる。

図１のブロック図を用いて、本発明の第一の実施例の光ディスク装置、および、デジタルＰＬＬを説明する。図１において、１は光ディスク、２は光ピックアップ、３はプリアンプ、４はＡＤコンバータ、５は位相比較器、６はローパスフィルタ、７はＤＡコンバータ、８は発振周波数を制御するＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）、９は閾値の初期値を定める閾値設定回路、１０は閾値を振幅によって正規化する閾値正規化回路、１１は振幅検出回路、１２は光ディスク装置全体をコントロールするＣＰＵ、１３は閾値に従って位相誤差の大小を判定する位相誤差大小判定回路、１４は記録ビット長ごとに位相誤差大のパルス数をカウントするエラーパルスカウント回路である。

光ディスクの再生時には、光ピックアップ２を光ディスク１に対し所望の位置に移動させ、光ディスクにレーザ光を照射し反射光を電気信号に変換する。電気信号に変えられた入力信号はプリアンプ３で等化が行われる。

ＡＤコンバータ４、位相比較器５、ローパスフィルタ６、ＤＡコンバータ７、ＶＣＯ８は、ディジタルＰＬＬを構成する。ＡＤコンバータ４は等化された信号をチャネルクロックでサンプリングする。位相比較器５はＡＤコンバータ４でサンプリングされた信号をゼロクロス点から所定時間だけ前後する時間でのサンプル値の差によって位相比較する。ローパスフィルタ６は位相比較器の出力を平滑してＤＡコンバータ７に入力する。ＤＡコンバータ７でアナログ化された信号はＶＣＯ８に入力され発振周波数を制御しクロックを生成する。

位相誤差大小判定回路１３は、位相比較器５の位相誤差出力を閾値正規化回路１０から与えられる閾値と比較し、閾値より大の時にエラーパルスを生成する。

このとき、閾値が固定であれば図２を用いて説明したと同等の問題が生じるため、
ＣＰＵ１２は記録ビット長に応じて設定される閾値を閾値設定回路９を経由して振幅検出回路１１に設定し、振幅検出回路は各マーク長ごとに設定された閾値に基づいてエラーパルスを生成する。なお、本実施例では、各記録ビット長ごとに設定される閾値として、振幅検出回路１１で検出された振幅値を用いる。

位相誤差大小判定回路１３からのエラーパルスは、位相比較器５で検出された記録ビット長と共に、エラーパルスカウント回路１４に入力され、記録ビット長ごとのエラーパルス数が求められる。

ここで説明したように、本実施例によれば、光ディスクに対し適正な書き込み条件を求める指標として有効なエラーパルスを、入力される信号の振幅によらず精度よく得ることができる。従って、このようにして得られたエラーパルスを用いて記録パワーまたは記録パルス立ち上げのタイミングなどの記録条件を決定することで光ディスク装置の記録品質を向上させることができる。

次に図３のブロック図を用いて、本発明の第二の実施例の光ディスク装置を説明する。本実施例の光ディスク装置は、第１の実施例の光ディスク装置の振幅検出回路１１に替え、ＡＤコンバータ４でサンプリングされたデータを２値化するＰＲＭＬ回路２０１、ＡＤコンバータ４でサンプリングされたデータおよびＰＲＭＬ回路２０１で２値化されたデータが入力される振幅検出回路２１１を備えたものであり、図1で説明したものと同等の構成については同じ符号を付し説明を省略する。

本実施例における閾値正規化回路１0は、閾値設定回路９により設定された閾値を振幅検出回路２１１で検出された振幅値で正規化する。

振幅検出回路２１１は、ＰＲＭＬ回路２０１で２値化された結果ｎＴと（ｎ：自然数 Ｔ：ビット周期）判定された信号のピークの振幅を求める。位相誤差大小判定回路１３からのエラーパルスは、位相比較器５で検出された記録ビット長と共に、エラーパルスカウント回路１４に入力され、記録ビット長ごとのエラーパルス数の分布が求められる。

ここで説明したように、本実施例によれば、ＰＲＭＬ方式とディジタルＰＬＬを組み合わせた構成において、光ディスクに対し適正な書き込み条件を求める指標として有効なエラーパルスを入力される信号の振幅によらず、精度よく得ることができる。従って、このようにして得られたエラーパルスを用いて記録パワーまたは記録パルス立ち上げのタイミングなどの記録条件を決定することで光ディスク装置の記録品質を向上させることができる。

次に図４のブロック図を用いて、本発明の第三の実施例の光ディスク装置を説明する。本実施例の光ディスク装置は、第１の実施例の光ディスク装置の位相誤差大小判定回路１３に替え、位相誤差出力を振幅によって正規化する位相誤差正規化回路４０１、閾値設定回路９から設定される閾値の初期値および位相誤差正規化回路４０１で正規化された位相誤差信号を受取る位相誤差大小判定回路４０２を備えたものであり、図1で説明したものと同等の構成については同じ符号を付し説明を省略する。

ＡＤコンバータ４、位相比較器５、ローパスフィルタ６、ＤＡコンバータ７、ＶＣＯ８は、第一の実施例と同様にディジタルＰＬＬを構成する。このディジタルＰＬＬにおいて、位相比較器５の位相誤差出力を位相誤差正規化回路４０１で振幅検出回路１１で検出された振幅値で正規化する。

ＣＰＵ１２は閾値設定回路９の閾値を設定する。位相誤差大小判定回路４０２は、閾値設定化回路９から与えられた閾値で正規化された位相誤差の大小関係を判定し、閾値より大の時にエラーパルスを生成する。

ここで説明したように、本実施例によれば、光ディスクに対し適正な書き込み条件を求める指標として有効なエラーパルスを、入力される信号の振幅によらず精度よく得ることができる。従って、このようにして得られたエラーパルスを用いて記録パワーまたは記録パルス立ち上げのタイミングなどの記録条件を決定することで光ディスク装置の記録品質を向上させることができる。

次に、図５を用いて、第１または第２の実施例において、ＤＶＤの場合での振幅の検出からエラーパルスのカウントまでのタイミングの一例を説明する。図５では、１セクタを３つのタイミングに分けており、まず、ｎＴ（ｎ：自然数、Ｔ：ビット周期）マークの再生信号に対し、複数回振幅を検出し、その平均値を得る。その後、得られた平均振幅値を用いて、閾値を正規化する。正規化の具体的な処理については後述する。閾値の正規化ができた後で、エラーパルスのカウントを一定期間行い、記録品質を評価する。

図５の説明では、１セクタ再生時間内で平均振幅値取得と閾値正規化とエラーパルスカウントを行っているが、他の単位時間内で行っても良いし、１セクタ再生時間内で平均振幅値取得と閾値正規化を行い、次の１セクタ再生時間でエラーパルスのカウントを行っても良い。

次に、第１、第２、または、第３の実施例での振幅検出の方法の一例を図６を用いて説明する。ここでは、ゼロクロス点毎に、ゼロクロス点前後の２サンプルの振幅の合算値ａ＋ｂを振幅として検出する。このとき正規化は閾値もしくは位相誤差をａ＋ｂで割ることによって行う。位相誤差の場合は（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）が正規化された位相誤差ということになる。このように振幅検出を行えば振幅の影響を受ける位相誤差を検出する都度、その影響度自身で直接正規化することになり、正確に正規化を行うことが可能となる。

本発明の光ディスク装置の第一の実施例を示す図。 位相誤差と振幅の依存関係を示す図。 本発明の光ディスク装置の第二の実施例を示す図。 本発明の光ディスク装置の第三の実施例を示す図。 本発明において正規化とエラーパルスカウントを行うタイミングを示したタイミング図。 本発明における振幅検出の一方法を示す図。

符号の説明

１…光ディスク、２…光ピックアップ、３…プリアンプ、４…ＡＤコンバータ、５…位相比較器、６…ローパスフィルタ、７…ＤＡコンバータ、８…ＶＣＯ、１０…閾値正規化回路、１１…振幅検出回路、１３…位相誤差大小判定回路、１４…エラーパルスカウント回路、４０１位相誤差正規化回路。

Claims (7)

1. 光ディスクから読み出された信号をサンプリングするＡＤコンバータと、
   前記ＡＤコンバータ出力のゼロクロス点の前後のサンプル値の振幅差を位相誤差として位相制御を行う位相比較器と、
   前記位相比較器の位相誤差出力がディスクから読み出された信号の振幅による補正なしに入力される平滑用ローパスフィルターと、
   前記ローパスフィルター出力に基づいて発信周波数が制御されるクロックを生成するＶＣＯとからディジタルＰＬＬを構成し、
   該ディジタルＰＬＬは、前記位相比較器からの位相誤差出力をディスクから読み出された信号の振幅で、除算することで正規化した信号を出力する出力手段を具備したことを特徴とする光ディスク再生装置。
2. 光ディスクから読み出された信号をサンプリングするＡＤコンバータと、
   前記ＡＤコンバータ出力のゼロクロス点の前後のサンプル値の振幅差を位相誤差として位相制御を行う位相比較器と、
   前記位相比較器の位相誤差出力がディスクから読み出された信号の振幅による補正なしに入力される平滑用ローパスフィルターと、
   前記ローパスフィルター出力に基づいて発信周波数が制御されるクロックを生成するＶＣＯとからディジタルＰＬＬを構成し、
   該ディジタルＰＬＬは、前記位相比較器からの位相誤差出力を入力とし、設定された閾値以上のときにパルスを生成するエラーパルス生成手段と、
   前記閾値をディスクから読み出された信号の振幅で正規化する手段を具備したことを特徴とする光ディスク再生装置。
3. 請求項１に記載の光ディスク再生装置において、
   位相誤差出力をディスクから読み出された信号の振幅に従って正規化する手段は、
   前記ＡＤコンバータ出力より振幅を検出する手段であることを特徴とする光ディスク再生装置。
4. 請求項３に記載の光ディスク再生装置において、
   前記振幅検出手段は、PRML方式で検出されたｎＴ幅（ｎ：自然数 Ｔ：クロック周期）の信号波形からピーク値の振幅を検出することを特徴とする光ディスク再生装置。
5. 請求項４に記載の光ディスク再生装置において、前記振幅検出手段は、前記ＡＤコンバータ出力のｎＴ幅（ｎ：自然数 Ｔ：クロック周期）の信号波形のピーク値の振幅のｍサンプルの平均値（ｍ：自然数）であることを特徴とする光ディスク再生装置。
6. 光ディスクから読み出された信号をサンプリングするＡＤコンバータと、
   前記ＡＤコンバータ出力のゼロクロス点の前後のサンプル値の振幅差を位相誤差として位相制御を行う位相比較器と、
   前記位相比較器の位相誤差出力がディスクから読み出された信号の振幅による補正なしに入力される平滑用ローパスフィルターと、
   前記ローパスフィルターの出力に基づいて発信周波数が制御されるクロックを生成するＶＣＯとから構成されたディジタルＰＬＬを具備した光ディスク再生装置における光ディスク再生方法であって、
   前記位相比較器からの位相誤差出力をディスクから読み出された信号の振幅に従って除算を行い正規化するステップを持つことを特徴とする光ディスク再生方法。
7. 光ディスクから読み出された信号をサンプリングするＡＤコンバータと、
   前記ＡＤコンバータ出力のゼロクロス点の前後のサンプル値の振幅差を位相誤差として位相制御を行う位相比較器と、
   前記位相比較器の位相誤差出力がディスクから読み出された信号の振幅による補正なしに入力される平滑用ローパスフィルターと、
   前記ローパスフィルターの出力に基づいて発信周波数が制御されるクロックを生成するＶＣＯとから構成されたディジタルＰＬＬを具備した光ディスク再生装置における光ディスク再生方法であって、
   前記位相制御手段の出力が設定された閾値以上の時にパルスを生成するエラーパルス生成処理を行い、
   前記エラーパルス生成処理においては前記閾値をディスクから読み出された信号の振幅に従って正規化するステップを持つことを特徴とする光ディスク再生方法。

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