JPH10116426A - 再生または記録用機器において光電式スキャナの出力信号を処理する方法及び対応する機器 - Google Patents

再生または記録用機器において光電式スキャナの出力信号を処理する方法及び対応する機器

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JPH10116426A
JPH10116426A JP9256238A JP25623897A JPH10116426A JP H10116426 A JPH10116426 A JP H10116426A JP 9256238 A JP9256238 A JP 9256238A JP 25623897 A JP25623897 A JP 25623897A JP H10116426 A JPH10116426 A JP H10116426A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 光記録媒体の再生又は記録用機器において光
電式スキャナの出力信号を処理するための、下記の方法
段階を含む方法、ならびにデジタル・サーボ・コントロ
ーラの対応する入力回路を備えた機器を提供する。 【解決手段】 出力信号A〜Fをまず低域フィルタの挿
入なしでA/Dコンバータ2に直接供給し、n倍オーバ
サンプリングでデジタル化し、次いでその出力信号をk
次コーム・フィルタ4に供給し、通常サンプリング周波
数(44.1kHz)への信号のアンダサンプリングを
実施し、その出力信号A’〜F’をトリミング/補正回
路6でそれぞれオフセット及びバランスのトリミング及
び補正を実施する。最後に、その出力信号A”〜F”を
デジタル・サーボ回路1のトリミング/補正回路に供給
し、焦点誤差信号とトラック偏位誤差信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体から再
生するためのまたは光記録媒体に記録するための再生ま
たは記録用装置における光電子スキャナの出力信号を処
理する方法、ならびにこの方法を実施するのに適した、
デジタル・サーボ・コントローラの入力回路を有する対
応する機器に関する。
【0002】
【従来の技術】このような方法、及びデジタル・サーボ
・コントローラの入力回路を有する前記機器はどちらも
少し前から、CD、光電磁ディスク(MO)、CD−R
OM、デジタル・ビデオ・ディスク(DVD)など用の
光ディスク・ドライブの構成部品として知られている。
この場合、サーボ・コントローラは、光記録媒体を走査
するレーザ・ビームが常に正確に記録媒体上のピットの
トラックを追跡し、光記録媒体が避けられないある量の
凹凸、偏心あるいはその他の妨害の影響を有するにもか
かわらず、いつでも十分な精度で記録媒体の情報担持層
上に合焦するようにするために使用される。既知の方法
及び対応する機器の場合、スキャナの出力信号はまず低
域フィルタとトリミング/補正回路を有するアナログ回
路に供給され、次いで、それによって生じる焦点誤差信
号及びトラック偏位を特徴付けるトラック誤差信号が、
アナログ/デジタル・コンバータ(以下ではA/Dコン
バータと称する)において、通常の44.1kHzの基
本サンプリング周波数またはやはり通常の88.2kH
zの2倍サンプリング周波数でデジタル化される。その
後、デジタル化された信号が、デジタル・サーボ・コン
トローラに入力値として使用可能になる。
【0003】この既知の方法及び対応する既知の機器の
欠点は、特に、2つの誤差信号の高周波成分、たとえば
無線周波数成分を抑制するためにアナログ低域フィルタ
が不可欠であり、必要なOFFSET及びBALANC
Eのトリミングまたは補正をアナログ領域で比較的複雑
な形で実施しなければならないことである。この既知の
方法及び既知の機器の対応する回路は、A/D変換の前
にアナログ低域フィルタのいくつかの段を必要とするこ
とがあり、光スキャナの各出力信号が別々にデジタル化
される場合としかトリミングまたは補正をデジタル的に
実施することができない。すなわち、この既知の方法も
対応する機器も、A/Dコンバータとデジタル・サーボ
・コントローラを含むデコーダ及びデジタル・サーボ・
セクションの、例えばCMOS技術による集積化に最適
ではない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光記
録媒体から再生するためのまたは光記録媒体に記録する
ための再生または記録用機器ならびに対応するデジタル
・サーボ・コントローラの入力回路を有する機器におい
て、デジタル・サーボ・コントローラの入力側における
外部構成要素がほとんど回避され、同時に、自動または
手動トリミングと自動または手動補正の能力が維持され
るようなやり方で光電式スキャナの出力信号を処理する
方法を設計することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明によ
れば、請求項1に記載の特徴を有する方法、ならびに請
求項6に記載の特徴を有する機器によって達成される。
【0006】本発明に従って使用されるコーム・フィル
タは、専門文献では移動時間平均(MTA)フィルタと
も呼ばれ、オーバサンプリングによってデジタル化され
た変調信号をより低い所与のサンプリング周波数にアン
ダサンプリング、すなわちいわゆるダウンサンプリング
するために既知の方法で使用される。本発明による方法
ならびに本発明による機器のサーボ・コントローラの対
応する入力回路の場合、高いサンプリング・レートがア
ンダサンプリングによってデジタル・トラッキング及び
合焦サーボ制御に十分なより低いレートに変更される。
すなわち、まずより高いサンプリング周波数のため、た
とえば約700kHzの帯域幅を有する光電式スキャナ
のすべての出力信号がアナログ低域フィルタなしに直接
デジタル化できる。このスキャナのデジタル化された出
力信号の独立処理により、トラック偏位誤差信号及び焦
点誤差信号が得られる前に、出力信号に対して自動的デ
ジタル・トリミングまたは補正プロセスが簡単な形で実
施できるようになる。
【0007】本発明の方法及び対応する機器は多数の利
点を有する。一方では、実施に必要なアナログ構成部品
の数が少なくてすむだけでなく、それに加えて、光スキ
ャナと、A/Dコンバータ、コーム・フィルタ、トリミ
ング/補正回路、デジタル・サーボ・コントローラ、及
びデコーダを有することのできる、デジタル・サーボ・
セクションの集積回路(以下ではICとも称する)の間
の信号経路中にアナログ構成部品が不要であり、したが
ってスキャナの出力信号がICに直接供給できるように
なる。この程度まで、本発明による解決策は、光ディス
ク・ドライブ用IC設計の最適の構成を提供する。他方
では、オーバサンプリングにより、A/Dコンバータよ
り下流側のデジタル・サーボ信号の解像度がより高くな
り、このことを利用して、たとえばA/Dコンバータの
解像度を少し下げ、したがってこれをより費用効果の高
い形で設計することができる。さらに、完全にデジタル
な加工方法であるため、各スキャナ出力信号の利得及び
OFFSETの簡単な自動的トリミング/補正が可能で
ある。たとえば、トラッキング及び合焦制御のための既
知の3ビーム法の場合、異なる6つの出力信号A、B、
C、D、E、Fが光スキャナから供給される。本発明に
よる解決策によれば、コーム・フィルタを使ったアンダ
サンプリングの後で分離した信号のみがデジタル信号プ
ロセッサに送られる。この分離した信号は、出力信号
A、B、C、D、E、Fに対応し、本発明に従ってサン
プリングされフィルタされる信号A”、B”、C”、
D”、E”、F”とすると有利であり、本発明の有利な
改良形態によれば既に部分的に事前処理された信号、例
えば和信号A+C及びB+Dがコーム・フィルタに送ら
れる。この方法は、それらの信号が均一なOFFSET
及び/またはBALANCEのトリミングまたは対応す
る補正を必要とする場合、個々の信号に対して独立した
2つのトリミング操作または補正が必要でないという利
点を有する。デジタル信号プロセッサは、通常のトラッ
ク偏位及び焦点誤差信号の代わりに前記の分離した信号
を供給される。これは、周知のように光スキャナの出力
信号の利得及びOFFSETがその位置合わせのために
異なっているので、特に有利である。この理由から、よ
りよいトラッキングのためにはトリミングが絶対に不可
欠である。最後に、本発明による解決策によれば、A/
Dコンバータの入力は所望の解像度を達成するためにマ
ッチングを必要としないことが有利である。本発明によ
る機器のICの場合、スキャナの出力信号E及びFはA
/Dコンバータ中で互いに別々にデジタル化される。す
なわち、この回路が開いているときと閉じているとき
で、出力信号の間にどんな振幅の差もない。したがっ
て、A/Dコンバータの入力のマッチングは不要であ
る。
【0008】この方法及び対応する機器の有利な発展形
態は従属請求項に記載されている。
【0009】スキャナの出力信号のデジタル化は、48
倍オーバサンプリング(n=48)で実施することが好
ましい。スキャナの出力信号の帯域幅は一般に約700
kHzまでなので、得られるサンプリング周波数48×
44.1kHzがナイキスト周波数より十分高くなるか
らである。
【0010】多くの場合、トラッキング制御はいわゆる
3ビーム法を用いて動作し、異なる6つの出力信号A、
B、C、D、E、Fが光スキャナによって生成される。
本発明による方法の一発展形態によれば、それから和信
号(A+C、B+D)が形成され、次いで前記サンプリ
ング周波数でデジタル化され、その後の方法段階にかけ
られる。
【0011】本発明の有利な一改良形態によれば、コー
ム・フィルタの回路は、IIRフィルタ・セクション、
いわゆる無限パルス応答フィルタと、FIRフィルタ・
セクション、いわゆる有限パルス応答フィルタに分か
れ、それぞれがk個のメモリ・モジュールを含み、kは
コーム・フィルタの次数である。本発明による方法の一
発展形態においては、コーム・フィルタのIIRセクシ
ョンのメモリ・モジュールは、各ケースでn個のサンプ
リング・プロセスの後にRESETコマンドによってリ
セットされる。こうして得られる利点は、1つのFIR
フィルタ段が省略できる、すなわち得られる改良型コー
ム・フィルタの中央段がIIRフィルタ段の機能とFI
Rフィルタ段の機能を共に実施し、この場合はIIRフ
ィルタ構造が維持されることである。たとえば2次の、
したがって、2つのIIRフィルタ段と2つのFIRフ
ィルタ段を有するコーム・フィルタ(k=2)を使用す
る場合、得られるフィルタの中央段が第2IIRフィル
タ段と第1FIRフィルタ段の機能を実施し、同時にな
おIIRフィルタ構造を有する。本発明によるRESE
Tコマンドは、各ケースで48個のサンプリング・プロ
セスの後に48倍オーバサンプリングで実施される。す
なわち、得られるIIR/FIRフィルタ段は、積分器
としてのメモリ・モジュール内で入り信号を48個加算
し、加算された信号がCLOCK1/48を使って、す
なわちその周波数がオーバサンプリングのクロック周波
数の1/48に相当するクロックを使用して最終メモリ
・モジュールにバッファ記憶された後、IIR/FIR
フィルタ段のメモリ・モジュールの内容が、やはりその
周波数がオーバサンプリングのクロック周波数の1/4
8に相対するクロックで生成されるRESETコマンド
によってリセットされる。
【0012】本発明は、トラッキング制御のための前記
の3ビーム法に限定されるだけではなく、異なるトラッ
キング方法を使用して動作する対応する機器においても
同様に有利に使用できる。
【0013】次に、本発明の好ましい例示的実施形態に
ついて、図面を参照して以下により詳しく説明する。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、光記録媒体から再生する
ためのまたは光記録媒体に記録するための再生または記
録用機器における光電式スキャナ3の出力信号A〜Fを
処理するためのデジタル・サーボ・コントローラ1の入
力回路の回路レイアウトである。ここでは、トラッキン
グ制御に通常の3ビーム法を使用し、スキャナ3が異な
る6つの信号A〜Fを供給するものと想定する。この場
合、信号A、B、C、Dは焦点誤差信号と情報信号を得
るために使用され、信号E、Fはトラック誤差信号を得
るために使用される。スキャナ3と3ビーム法の対応す
る設計は十分によく知られており、したがってここでよ
り詳しく説明する必要はない。スキャナの出力信号A〜
Fはまずアナログ回路13に供給される。アナログ回路
13はトリミング/補正装置と少なくとも1個の低域フ
ィルタを含む。このアナログ回路13は既知の方式でデ
コーダ15に接続され、デコーダ15はスキャナ3から
出た信号を情報信号に変換する。焦点誤差信号FE=
(A+C)−(B+C)と、トラック偏位に対応するト
ラック誤差信号TE=E−Fがアナログ回路13の出力
部で生成され、アナログ/デジタル・コンバータ2(以
下ではA/Dコンバータと称する)に供給される。A/
Dコンバータ2はデジタル・サーボ・セクションの一構
成要素である。デジタル・サーボ・セクションの基本的
構成要素としては、A/Dコンバータ2の他に、デジタ
ル・サーボ・コントローラ1がある。焦点誤差信号FE
とトラック誤差信号TEは、A/Dコンバータ2内で、
44.1kHzの通常サンプリング周波数で、あるいは
通常サンプリング周波数の2倍、すなわち88.2kH
zのサンプリング周波数でデジタル化され、次いでその
後の信号処理のためデジタル・サーボ・コントローラ1
に供給される。アナログ回路13及び特にその中に含ま
れる低域フィルタは、デジタル・サーボ・コントローラ
用のこの入力回路において、誤差信号FE、TEの無線
周波数成分を抑制するために不可欠である。
【0015】図2は、本発明による機器のデジタル・サ
ーボ・コントローラ1の改良型入力回路の回路レイアウ
トである。図1による入力回路とは対照的に、出力信号
は和信号A+C、B+D、E、Fとして直接に、すなわ
ちアナログ回路の挿入なしにA/Dコンバータ2に入力
信号として供給される。A/Dコンバータ2において、
入力信号A〜Fは48倍オーバサンプリングで、すなわ
ちナイキスト周波数より十分に高い48×44.1kH
zのサンプリング周波数でデジタル化される。この後、
デジタル化された信号A〜Fは2次コーム・フィルタ4
に供給され、そこで48倍サンプリング周波数から基本
サンプリング周波数(44.1kHz)へのアンダサン
プリングにかけられる。これはデジタル合焦及びトラッ
キング・サーボ制御に十分な手順である。したがって、
和信号(A+C)’、(B+D)’、E’、F’がコー
ム・フィルタの出力部で生成され、それぞれトリミング
及び補正OFFSET及びBALANCEのため自動ト
リミング補正装置6に供給される。
【0016】最後に、トリミングされた補正された信号
(A+B)”、(B+D)”、E”、F”からデジタル
・サーボ・コントローラ内で下記の周知の方程式を使っ
て焦点誤差信号FE及びトラック誤差信号TEが得られ
る。 FE=(A+C)”−(B+D)” (式1) TE=E”−F” (式2) (A+C)”=[(A+C)’−OFFSET1]*B
ALANCE1 (B+D)”=[(B+D)’−OFFSET2]*B
ALANCE2 E”=(E’−OFFSET3)*BALANCE3 F”=(F’−OFFSET4)*BALANCE4
【0017】この場合、OFFSET1、OFFSET
2、OFFSET3、OFFSET4はOFFSET補
正のパラメータであり、BALANCE1、BALAN
CE2、BALANCE3、BALANCE4はBAL
ANCE補正のパラメータである。
【0018】図3は、k次コーム・フィルタの詳細ブロ
ック図である。このフィルタは専門文献では時に移動時
間平均(MTA)フィルタとも呼ばれる。フィルタ入力
部16とフィルタ出力部18の間には4つのメモリ・モ
ジュール5、7、9、11があり、これらは例えば伝達
関数Z-1を有するDフリップフロップである。このフィ
ルタは、したがってその伝達関数は、第1IIRフィル
タ段8と第2IIRフィルタ段12を含む無限パルス応
答フィルタ・セクション(IIRフィルタ段12とも呼
ぶ)と、第1FIRフィルタ10と第2FIRフィルタ
段14を含む有限パルス応答フィルタ・セクション(F
IRとも呼ぶ)に分かれる。
【0019】このようなフィルタの一般的伝達関数は次
式で表される。
【0020】
【数1】
【0021】上式で、N=アンダサンプリング係数 k=フィルタの次数である。
【0022】48倍サンプリング周波数から基本サンプ
リング周波数へのアンダサンプリングによる2次コーム
・フィルタ4の伝達係数は次の通りである。 (Z-0+Z-1+Z-2+.....+Z-46 +Z-472 (式4)
【0023】式4に式3を代入すると、次式が得られ
る。
【0024】
【数2】
【0025】このコーム・フィルタ4は、光ディスク・
ドライブにおけるデジタル・サーボ応用例では十分な8
ビットを越える信号雑音を維持しながらアンダサンプリ
ングを実施する。その上、48倍オーバサンプリングに
よってさらに2.7ビットが得られ、A/Dコンバータ
の下流で追加の解像度が得られ、このため、たとえばA
/Dコンバータの解像度を低く設計することができる。
【0026】例示的実施形態において、光スキャナから
出る信号をサンプリングするためのクロック信号はCL
OCK1と呼ばれ、48番目のサンプルごとのクロック
信号はCLOCK1/48と呼ばれる。
【0027】図4は、本発明による機器の改良型2次フ
ィルタの詳細ブロック図である。これは、図3のコーム
・フィルタと、IIRフィルタ・セクション中のメモリ
・モジュール5’が48個のサンプリング・プロセスご
との後にRESETコマンドによってリセットされる点
が異なる。このRESET機能によって、メモリ・モジ
ュール5’は第2IIRフィルタ段12と第1FIRフ
ィルタ段14の機能を実施する(図3参照)。したがっ
て、IIR/FIRフィルタ段20をIIRフィルタ構
造付きで形成することができる。したがって第1FIR
段10のメモリ・モジュール7は省略できる。
【0028】RESETコマンドは48個のサンプリン
グ・プロセスごとの後に実行されるので、IIR/FI
Rフィルタ段20は積分器としてのメモリ・モジュール
5’内で入り信号を48個加算し、加算された信号がC
LOCK1/48で最終メモリ・モジュールにバッファ
記憶された後、IIR/FIRフィルタ段のメモリ・モ
ジュール5’の内容がRESETコマンドによってリセ
ットされる。
【0029】要約すると、光記録媒体から再生するため
のまたは光記録媒体に記録するための再生または記録用
機器において光電式スキャナ(3)の出力信号A〜Fを
処理するための、下記の方法段階を含む方法、ならびに
デジタル・サーボ・コントローラの対応する入力回路を
備えた機器が指定される。すなわち、出力信号A〜Fが
まず低域フィルタの挿入なしでA/Dコンバータ(2)
に直接供給され、n倍オーバサンプリングでデジタル化
される。次いでデジタル化された出力信号がk次コーム
・フィルタ(4)に供給され、それによって通常サンプ
リング周波数(44.1kHz)への信号のアンダサン
プリングが実施される。その後、コーム・フィルタ
(4)のアンダサンプリングされた出力信号A’〜F’
がトリミング/補正回路(6)に供給され、その中でそ
れぞれOFFSET及びBALANCEのトリミング及
び補正が実施される。最後に、トリミング/補正された
出力信号A”〜F”がデジタル・サーボ回路(1)のト
リミング/補正回路に供給され、それによって焦点誤差
信号(FE)とトラック偏位誤差信号(GE)が生成さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】デジタル・サーボ・コントローラの入力回路を
示す図である。
【図2】本発明による機器のデジタル・サーボ・コント
ローラの入力回路を示す図である。
【図3】アンダサンプリングによる2次コーム・フィル
タを示す図である。
【図4】図3によるコーム・フィルタの最適設計を示す
図である。
【符号の説明】
1 デジタル・サーボ回路 2 アナログ/デジタル・コンバータ 3 光電式スキャナ 4 k次コーム・フィルタ 6 トリミング/補正回路 13 アナログ回路 15 デコーダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 啓史 千葉県千葉市緑区あすみが丘2−11−7

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光記録媒体から再生するためのまたは光
    記録媒体に記録するための再生または記録用機器におい
    て光電式スキャナ(3)の出力信号を処理する方法であ
    って、 a)出力信号(A、B、C、D、E、F)をアナログ/
    デジタル・コンバータ(2)に直接供給し、n倍のオー
    バサンプリングでデジタル化する方法段階と、 b)スキャナのデジタル化出力信号(A、B、C、D、
    E、F)をk次コーム・フィルタ(4)に供給し、それ
    によって正常サンプリング周波数への信号のアンダサン
    プリングを行う方法段階と、 c)コーム・フィルタ(4)のアンダサンプリングされ
    た出力信号(A’、B’、C’、D’、E’、F’)を
    トリミング/補正回路(6)に供給し、その中でOFF
    SETとBALANCEのトリミング及び補正をそれぞ
    れ行う方法段階と、 d)トリミング/補正回路(6)のトリム/補正済み出
    力信号(A”、B”、C”、D”、E”、F”)をデジ
    タル・サーボ回路(1)に供給し、それによって合焦制
    御ループまたは追跡制御ループの制御信号を生成する方
    法段階とを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 スキャナ(3)の出力信号(A、B、
    C、D、E、F)を48倍オーバサンプリングでデジタ
    ル化することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 光電式スキャナ(3)が3本の走査ビー
    ムで動作し、対応する異なる出力信号(A、B、C、
    D、E、F)を供給し、和信号(A+C、B+D)が形
    成される方法段階a)〜d)に提供されることを特徴と
    する請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 焦点誤差信号がトリミング済み補正済み
    和信号(A+C)”と(B+D)”の差から形成され、
    トラック誤差信号がトリミング済み補正済み出力信号
    (E”、F”)の差から形成されることを特徴とする請
    求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 その伝達関数がIIR部分とFIR部分
    に分割されるコーム・フィルタ(4)において、RES
    ETコマンドによるn回のサンプリング処理のたび毎
    に、コーム・フィルタ(4)のIIR部分のメモリ・モ
    ジュール(5’)がリセットされることを特徴とする請
    求項1ないし4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 光電式スキャナ(3)と、光電式スキャ
    ナ(3)の出力信号(A、B、C、D、E、F)を処理
    するための入力回路を有するデジタル・サーボ・コント
    ローラ(1)とを有する、光記録媒体から再生するため
    のまたは光記録媒体に記録するための再生または記録用
    機器であって、 スキャナ(3)の出力信号(A、B、C、D、E、F)
    がそこに供給され、これらの出力信号がそれによってn
    倍のオーバサンプリングでデジタル化されるアナログ/
    デジタル・コンバータ(2)と、アナログ/デジタル・
    コンバータ(2)のデジタル化出力信号(A、B、C、
    D、A+C、B+D、E、F)がそこに入力信号として
    供給され、アンダサンプリングされた出力信号(A’、
    B’、C’、D’、(A+C)’、(B+D)’、
    E’、F’)を生成するk次コーム・フィルタ(4)
    と、アンダサンプリングされた出力信号(A’、B’、
    C’、D’、(A+C)’、(B+D)’、E’、
    F’)がそれに入力信号として供給され、デジタル・サ
    ーボ・コントローラ(1)に入力信号として使用可能と
    なるトリミング済みかつ/または補正済み出力信号
    (A”、B”、C”、D”、(A+C)”、(B+
    D)”、E”、F”)を生成するトリミング/補正回路
    (6)とを有することを特徴とする機器。
  7. 【請求項7】 コーム・フィルタ(4)が第1IIRフ
    ィルタ段を含み、それに第1FIRフィルタ段が接続さ
    れることを特徴とする請求項6に記載の機器。
  8. 【請求項8】 コーム・フィルタ(4)がメモリ・モジ
    ュール(5’)を含み、このモジュールの内容がRES
    ETコマンドによってリセットできることを特徴とする
    請求項6または7に記載の機器。
  9. 【請求項9】 リセット可能なメモリ・モジュール
    (5’)がIIRフィルタ段(8)の一部分であること
    を特徴とする請求項7及び8に記載の機器。
  10. 【請求項10】 2つのIIRフィルタ段と2つのFI
    Rフィルタ段をもつ2次コーム・フィルタ(4)を有
    し、リセット可能メモリ・モジュール(5’)がIIR
    フィルタ構造第2IIRフィルタ段(12)及び第1F
    IRフィルタ段(14)の機能を果たすことを特徴とす
    る請求項8または9に記載の機器。
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