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JP4419702B2 - 再生装置、欠陥検出装置、欠陥検出方法 - Google Patents
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再生装置、欠陥検出装置、欠陥検出方法 Download PDF

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Description

本発明は、記録媒体から読み出される信号上に現れる欠陥(ディフェクト)を検出する欠陥検出装置、欠陥検出方法、及び欠陥検出装置を有する再生装置に関するものである。
特開平1−92972号公報
デジタルデータを記録・再生するための技術として、例えば、CD(Compact Disk),MD(Mini-Disk),DVD(Digital Versatile Disk)などの、光ディスク(光磁気ディスクを含む)を記録メディアに用いたデータ記録技術がある。光ディスクとは、金属薄板をプラスチックで保護した円盤に、レーザ光を照射し、その反射光の変化で信号を読み取る記録メディアの総称である。
光ディスクには、例えばCD、CD−ROM、DVD−ROMなどとして知られているように再生専用タイプのものと、MD、CD−R、CD−RW、DVD−R、DVD−RW、DVD+RW、DVD−RAMなどで知られているようにユーザーデータが記録可能なタイプがある。記録可能タイプのものは、光磁気記録方式、相変化記録方式、色素膜変化記録方式などが利用されることで、データが記録可能とされる。色素膜変化記録方式はライトワンス記録方式とも呼ばれ、一度だけデータ記録が可能で書換不能であるため、データ保存用途などに好適とされる。一方、光磁気記録方式や相変化記録方式は、データの書換が可能であり音楽、映像、ゲーム、アプリケーションプログラム等の各種コンテンツデータの記録を始めとして各種用途に利用される。
更に近年、ブルーレイディスク(Blu-Ray Disc)と呼ばれる高密度光ディスクが開発され、著しい大容量化が図られている。
これらの光ディスクに対する記録再生システムでは、ディスク上の傷、汚れ、記録膜の不良、その他の欠陥(ディフェクト)を検出し、これらの影響によって記録再生動作が不安定と成らないように所定の対処動作を行うことが、従来より行われている。
光ディスクの再生RF信号波形には、ホワイトスポットと呼ばれる反射率の高いピークやブラックドットと呼ばれる反射率の低いピークが含まれることがあり、一般的に、これらを総称してディフェクトと呼ぶ。
ディフェクト検出のための回路構成は、例えば上記特許文献1などにおいて開示されている。
ディフェクト検出方式としては、ディスクから読み出された再生RF信号に対してトップホールドとボトムホールドを行い、その差を取り、エンベロープの小さくなった部分を2値化するという回路が考えられる。図4にその方式のディフェクト検出装置の構成例を示す。また図5にその動作波形を示す。
図4に示すディフェクト検出装置では、バッファ32,トップピークホールド回路33,ボトムピークホールド回路34,減算器35,コンパレータ37,基準電圧源36を備える。
端子31に入力されるRF信号は、バッファ32を介してトップピークホールド回路33及びボトムピークホールド回路34に供給される。
入力されるRF信号を図5(a)に示している。なお、簡単のため、再生RF信号を単一キャリアとして表記している。そしてこのRF信号では、ブラックドットと呼ばれるディフェクト部分、即ちRF信号の一部が無信号になった部分が含まれているとする。
このRF信号についてトップピークホールド回路33で、トップピークホールドされることで図5(b)に実線で示すトップホールド信号TPが得られる。また、ボトムピークホールド回路34でボトムピークホールドされることで、同じく図5(b)に破線で示すボトムホールド信号BTが得られる。
このトップホールド信号TP、ボトムホールド信号BTは、減算器35で(TP−BT)の減算が行われ、図5(c)の減算結果信号Sdとされる。
コンパレータ37には、基準電圧源36から比較基準電圧Thが供給されており、減算結果信号Sdを比較基準電圧Thと比較する。このコンパレータ37での比較結果としての2値化信号が、図5(d)のディフェクト信号DFとされ、端子38から出力される。
即ち、上記減算結果信号Sdは、再生RF信号の振幅を示す信号となるので、そのレベルがある閾値(比較基準電圧Th)以下となるもの(例えば、通常の再生RF信号の1/2以下)をディフェクトとして、ディフェクト信号DFを出力するものである。なお、この例のディフェクト信号DFはロウアクティブ(low active)としている。
上記図4のディフェクト検出装置によれば、いわゆるブラックドットとしてのディフェクト検出を良好に行うことができる。
ところが、ディフェクトにはホワイトスポットと呼ばれるものもある。例えばディスクの記録膜の成形不良や剥離などにより部分的にミラー面が表出すると、局所的に反射光量が大きくなる。このホワイトスポットと呼ばれるディフェクトが存在すると、図6(a)のRF信号に示すように、RF信号レベルが部分的に極大化する。
このようにホワイトスポットが存在した場合、図4のディフェクト検出装置では正しくディフェクト検出できない。
図6(a)のRF信号は、トップピークホールド回路33でトップピークホールドされるが、ここでトップピークホールド動作は、その充電側時定数はプラス側の変動には十分追従するが、放電側時定数は回路のエンベロープを検出するという性質上マイナス側にはすばやく追従できない。このため出力されるトップホールド信号TPは図6(b)の実線のようになる。
またRF信号をボトムピークホールドするボトムピークホールド回路34では、充電側時定数はマイナス側の変動には十分追従するが、放電側時定数は回路のエンベロープを検出するという性質上プラス側にはすばやく追従できないため、出力されるボトムホールド信号BTは図6(b)の破線のようになる。
つまり、変動の大きな振幅に対してピークホールド回路33,34は追従できずにホワイトスポットに対して図6(b)のようなトップホールド信号TP、ボトムホールド信号BTを出力してしまい、減算器35の出力である減算結果信号Sdは図6(c)のように、コンパレータ37の閾値である比較基準電圧Thを下回わらない状態となる。この結果、ディフェクト信号DFはHレベルのままであり、つまり、ディフェクト検出ができないものとなる。
また、この図4の構成において、入力されるRF信号をHPF(ハイパスフィルタ)を通したとしても、RF信号の信号区間からディフェクト区間への変わり目と、ディフェクト区間から信号区間の変わり目にピークが出るため、安定したディフェクト検出はできない。
本発明はこのような問題に鑑みて、ブラックドット、ホワイトスポットに限らず、簡易な構成で適正にディフェクト検出できるようにすることを目的とする。
本発明の再生装置は、記録媒体から情報信号を読み出す読出手段と、上記読出手段で読み出された情報信号に対して情報再生のための信号処理を行う再生処理手段と、上記読出手段で読み出された情報信号から欠陥検出信号を生成する欠陥検出手段と、上記欠陥検出手段で生成された欠陥検出信号に応じて、上記再生処理手段での信号処理動作を制御する制御手段とを備える。
そして上記欠陥検出手段は、本発明の欠陥検出装置であり、上記情報信号の低域成分を遮断して上記情報信号における欠陥信号部分のレベルを、情報信号の略振幅中心レベルとするフィルタ手段と、上記フィルタ手段の出力を2値化する2値化手段と、上記2値化手段の出力についてピーク検波を行うピーク検波手段と、上記ピーク検波手段の出力を2値化して欠陥検出信号を得る欠陥検出信号生成手段とを備えて成る。
また、上記2値化手段は、ヒステリシスコンパレータから成り、そのコンプリメンタリ出力としての2系統の2値化信号を出力するとともに、上記ピーク検波手段は、上記2系統の2値化信号にそれぞれ対応して設けられ、上記欠陥検出信号生成手段は、上記2系統のピーク検波手段の出力をそれぞれ2値化したうえで、その各2値化信号の論理演算により、欠陥検出信号を生成する。
本発明の欠陥検出方法は、記録媒体から読み出された情報信号の低域成分を遮断して上記情報信号における欠陥信号部分のレベルを、情報信号の略振幅中心レベルとするフィルタ処理ステップと、上記フィルタ処理ステップで得られた出力を2値化する2値化ステップと、上記2値化ステップで得られた出力についてピーク検波を行うピーク検波ステップと、上記ピーク検波ステップで得られた出力を2値化して欠陥検出信号を得る欠陥検出信号生成ステップとを備える。
即ち本発明では、光ディスク等の再生RF信号(情報信号)に含まれる、ホワイトスポットによる反射率の高い方向へのピークと、ブラックドットによる反射率の低いピークなどのディフェクトを、低域遮断することにより、再生RF信号の中心に持ってくるようにする。その上で2値化してピーク検波し、ピーク検波出力を2値化して欠陥検出信号(ディフェクト信号)を得る。
特には、低域遮断した再生RF信号については、その再生RF信号の振幅の中点近辺の2つの閾値を設定したヒステリシス・コンパレータにより、2値化する。そのヒステリシスコンパレータのコンプリメンタリ出力をそれぞれピークホールド回路に入力し、ピークホールド回路の時定数により時間の長いパルスを、それぞれ次段のコンパレータで2値化して検出する。そして、これらコンパレータの出力を重ね合わせて(ディフェクトの部分が”Low active”ならAND(論理積)、”High active”ならOR(論理和)をとる)ディフェクトパルスを生成する。
本発明の欠陥検出装置、欠陥検出方法によれば、ブラックドット、ホワイトスポットに関わらず、情報信号(再生RF信号)から良好にディフェクト検出を行うことができるという効果がある。
そしてまた本発明の再生装置では、正確にディフェクト検出を実行できるため、ディフェクトに対処した処理を適正に行うことができ、再生性能を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図1は実施の形態の光ディスク再生装置の再生系のブロック図である。ディスク1は、図示しないターンテーブルに積載され、再生動作時においてスピンドルモータ2によって一定線速度(CLV)又は一定角速度(CAV)で回転駆動される。
そして光学ピックアップ(光学ヘッド)3によってディスク1に対してレーザ光が照射され、その反射光が検出されることで、ディスク1に記録されている情報が読み取られる。例えばディスク1がエンボスピットにより情報が記録された再生専用ディスクの場合は、そのエンボスピット列に対する反射光情報が検出される。また、ディスク1がリライタブルディスク、或いはライトワンスディスクなどの記録可能ディスクである場合、記録トラックに記録された相変化ピットマーク、或いは色素変化ピットマークなどとして記録された情報が、反射光情報として検出される。
また、リライタブルディスク、ライトワンスディスクでは、記録トラックとしてウォブリンググルーブが形成され、そのウォブリンググルーブによりアドレス情報等が記録されているが、そのアドレス情報等の抽出のため、グルーブのウォブリングに係る反射光情報も検出される。
ピックアップ3内には、レーザ光源となるレーザダイオードや、反射光を検出するためのフォトディテクタ、レーザ光の出力端となる対物レンズ、レーザ光を対物レンズを介してディスク記録面に照射し、またその反射光をフォトディテクタに導く光学系(図示せず)が形成される。例えばディスク1としてブルーレイディスクを用いるシステムの場合、レーザダイオードは、例えば波長405nmのいわゆる青色レーザを出力するものとされ、また光学系によるNAは0.85とされる。
ディスク1からの反射光情報はフォトディテクタによって検出され、受光光量に応じた電気信号とされてマトリクス回路4に供給される。
マトリクス回路4には、フォトディテクタとしての複数の受光素子からの出力電流に対応して電流電圧変換回路、マトリクス演算/増幅回路等を備え、マトリクス演算処理により必要な信号を生成する。
例えば再生データに相当する高周波信号(再生RF信号)、サーボ制御のためのフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などを生成する。
さらに、グルーブのウォブリングに係る信号、即ちウォブリングを検出する信号としてプッシュプル信号を生成する。
フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号は図示しないサーボ処理回路系へ、またプッシュプル信号は図示しないウォブル信号処理系へ、それぞれ供給される。
図1には、マトリクス回路4から出力される再生RF信号に対して信号処理を行う再生系を示している。
再生RF信号は、まずクランプ回路5によって不必要な直流成分を除くためのクランプ処理が行われる。またAGC(Auto Gain Control)回路6によりAGC処理されて振幅レベルが調整され、さらに、イコライザ7により所定の周波数特性になるようにイコライズされる。
このように処理された再生RF信号は、PLL部8に供給されて2値化されるとともに、2値化された再生RFデータDTに同期した再生クロックCKが生成される。
再生RFデータDT及び再生クロックCKはデコーダ9に供給される。デコーダ9は、再生クロックCKを用いて再生RFデータDTのデコード処理を行う。即ちディスク1での記録データのエンコードフォーマットに対応するデコード処理や、エラー訂正、デインターリーブなどの処理を行い、これにより再生データを復調する。
また、再生RF信号は、ディフェクト検出回路12にも供給される。ディフェクト検出回路12は後述する構成により、ブラックドット、ホワイトスポットを検出するディフェクト信号DFを発生させ、再生系コントローラ10に供給する。
再生系コントローラ10は図示する再生系の制御を行う制御部である。またシステムコントローラ11は、装置全体の制御を行う制御部である。
再生系コントローラ10は、システムコントローラ11より再生タイミングゲート信号を受け取り、クランプパルス、AGCイネーブル信号、PLLイネーブル信号を出力している。
クランプ回路5は、クランプパルスに従ってクランプ処理を行う。
AGC回路6は、AGCイネーブル信号によりAGC処理を行うが、再生系コントローラ10からAGCホールド信号が供給された場合は、AGC処理をホールドする。
PLL部8は、PLLイネーブル信号により再生クロック生成を行うが、再生系コントローラ10からPLLホールド信号が供給されると、PLL処理をホールドする。
ディフェクト検出回路12は、再生RF信号より、エンベロープの小さくなった部分などをディフェクト区間として検出し、その出力であるディフェクト信号DFを再生系コントローラ10へ出力するが、再生系コントローラ10は、ディフェクト信号DFによるディフェクト検出期間において、クランプパルスによりクランプ回路5でクランプさせ、ディフェクトによる、再生RF信号のレベル段差をとるようにする。
また再生系コントローラ10は、ディフェクト信号DFによるディフェクト検出期間において、AGCホールド信号を出力し、AGC回路6のAGC処理をホールドさせることで、不適切なAGC処理が行われることを防止する。即ち、再生RF信号のディフェクト部分(無信号部) においてAGC処理が行われてAGCゲインが最大となるような動作を防止する。
また再生系コントローラ10は、ディフェクト信号DFによるディフェクト検出期間においてPLLホールド信号を出力し、PLL部8のPLL処理をホールドさせる事で、ディフェクトによりPLLが乱され、再生クロックCKが不適切な状態となることを防止する。
例えばこのような再生系を有する再生装置において、本例ではディフェクト検出回路12の構成に特徴を有するものである。
図2にディフェクト検出回路12の構成を示し、また図3にその動作波形を示す。
ディフェクト検出回路12は、ハイパスフィルタ(HPF)22、ヒステリシスコンパレータ23、トップピークホールド回路24,25、コンパレータ26,27、アンドゲート28を有して成る。
端子21には、マトリクス回路4からの再生RF信号が入力される。再生RF信号の波形例を図3(a)に示している。この例では簡単のため、再生RF信号を単一キャリアとして表記している。そしてこの再生RF信号では、図示するようにホワイトスポット及びブラックドットとしてのディフェクト部分が含まれているものとしている。
入力された再生RF信号は、HPF22で低域遮断される。このHPF22で低域遮断フィルタ処理された信号RFhを図3(b)に示している。図からわかるように、HPF22によっては、再生RF信号に含まれる、ホワイトスポット(反射率の高い方向へのピーク)と、ブラックドット(反射率の低いピーク)を、再生RF信号の中心レベルに持ってくるようにされる。
この信号RFhがヒステリシスコンパレータ23に供給される。ヒステリシスコンパレータ23は、信号RFhがレベルL1を越えることで出力をHレベルに立ち上げ、また信号RFhがレベルL2を下回ることで、出力をLレベルとする比較処理を行う。そして、このヒステリシス比較処理により、図3(c)の2値化信号CP1を出力する。さらにヒステリシスコンパレータ23はコンプリメンタリ出力として、2値化信号CP1の反転信号である図3(d)の2値化信号CP2を出力する。
2値化信号CP1はトップピークホールド回路24に供給され、トップピークホールドされることで、図3(e)のピークホールド信号PK1が得られる。
また2値化信号CP2はトップピークホールド回路25に供給され、トップピークホールドされることで、図3(f)のピークホールド信号PK2が得られる。
トップピークホールド回路24から出力されるピークホールド信号PK1は、コンパレータ26で、図3(e)に示す閾値Th1と比較されて再度2値化され、図3(g)の2値化信号S1が出力される。
またトップピークホールド回路25から出力されるピークホールド信号PK2は、コンパレータ27で、図3(f)に示す閾値Th1と比較されて再度2値化され、図3(h)の2値化信号S2が出力される。
コンパレータ26,27での閾値Th1のレベルは、ヒステリシスコンパレータ23の出力の中点レベルとされている。
コンパレータ26,27から出力される2値化信号S1,S2は、アンドゲート28で論理積がとられ、それが図3(i)に示すようにアクティブローのディフェクト信号DFとされて端子29から出力される。
以上の動作からわかるように、2値化信号S1として、ブラックドットに対するディフェクト検出結果が得られ、また2値化信号S2としてホワイトスポットに対するディフェクト検出結果が得られる。ローアクティブであるので、これらの論理積であるディフェクト信号DFは、ブラックドット、ホワイトスポットの双方を示す欠陥検出信号となる。
即ち本例では、再生RF信号に含まれるホワイトスポットによる反射率の高い方向へのピークと、ブラックドットによる反射率の低いピークなどのディフェクトを、低域遮断することにより、再生RF信号の中心に持ってくる。
そして、再生RF信号の振幅の中点近辺で2つの閾値を設定したヒステリシスコンパレータ23により2値化(CP1,CP2)する。そのヒステリシスコンパレータ23のコンプリメンタリ出力をそれぞれトップピークホールド回路24,25に入力し、トップピークホールド回路の時定数により時間の長いパルスを次段のコンパレータ26,27で2値化して検出する(S1,S2)。2値化信号S1,S2として検出される時間の長いパルスとは、トップピークホールド回路24とコンパレータ26側においては2値化信号CP1上でのブラックドットの区間のパルスであり、トップピークホールド回路25とコンパレータ27側においては2値化信号CP2上でのホワイトスポットの区間のパルスである。そしてこれら、コンパレータ26,27の出力の論理積によりディフェクト信号DFを生成する。
このような動作により、簡易な構成で、ブラックドット、ホワイトスポットに関わらず、良好にディフェクト検出を行うことができる。そして図1の再生装置では、正確にディフェクト検出を実行できるため、ディフェクト検出に対処した処理、つまり上述したようにクランプ、AGCホールド、PLLホールドを適正に行うことができ、再生性能を向上させることができる。
なお、本発明としては各種の変形例が考えられる。
図2のディフェクト検出回路12の構成において、ディフェクト信号DFをハイアクティブの信号とする場合(2値化信号S1,S2が、それぞれ図3(g)(h)に対して反転した信号とされる場合)、ディフェクト信号DFは、それら2値化信号S1,S2をオアゲートに供給して論理和をとる構成となる。
また、図2ではヒステリシスコンパレータ23のコンプリメンタリ出力として2値化信号S1に対して反転された2値化信号S2を出力する構成としているが、反転信号を用いなくてもよい。即ちトップピークホールド回路25に代えてボトムピークホールド回路を設け、トップピークホールド回路24と、ボトムピークホールド回路の両方に2値化信号S1を供給する構成も考えられる。もちろん、その場合コンパレータ27の比較処理の正負関係や論理演算は、それに合わせて設計されればよいことは自明である。
また、2値化信号S1をデジタル回路に入力し、極性の変化しない部分を検出する回路(一定時間信号がトグルしない部分を検出する回路)で実現することも考えられる。
また入力される再生RF信号をデジタイズして、図2のすべてのブロックをデジタル化して行うことも考えられる。
さらに図2の構成の入力部、つまりHPF22の前段にAGC回路を追加することも考えられる。
また目的の帯域外のノイズが問題である場合は、HPF22に代えてバンドパスフィルタ(BPF)を配しても良い。その場合、BPFの低域遮断周波数は、HPF22と同じとし、高域側の遮断周波数として、帯域外のノイズを遮断できる周波数とする。
本発明の実施の形態の再生装置の再生系のブロック図である。 実施の形態のディフェクト検出回路のブロック図である。 実施の形態のディフェクト検出回路の動作波形の説明図である。 従来のディフェクト検出装置のブロック図である。 従来のブラックドットに対するディフェクト検出動作波形の説明図である。 従来のホワイトスポットに対するディフェクト検出動作波形の説明図である。
符号の説明
1 ディスク、3 ピックアップ、4 RFマトリクス回路、5 クランプ回路、6 AGC回路、7 イコライザ、8 PLL部、9 デコーダ、10 再生系コントローラ、11 システムコントローラ、12 ディフェクト検出回路、22 HPF、23 ヒステリシスコンパレータ、24,25 トップピークホールド回路、26,27 コンパレータ、28 アンドゲート

Claims (3)

  1. 記録媒体から情報信号を読み出す読出手段と、
    上記読出手段で読み出された情報信号に対して情報再生のための信号処理を行う再生処理手段と、
    上記読出手段で読み出された情報信号から欠陥検出信号を生成する欠陥検出手段と、
    上記欠陥検出手段で生成された欠陥検出信号に応じて、上記再生処理手段での信号処理動作を制御する制御手段とを備え、
    上記欠陥検出手段は、
    上記情報信号の低域成分を遮断して上記情報信号における反射率の高い方向へのピーク及び反射率の低い方向へのピークとなる欠陥信号部分のレベルを、情報信号の略振幅中心レベルとするフィルタ手段と、
    上記フィルタ手段の出力を2値化するヒステリシスコンパレータから成り、そのコンプリメンタリ出力としての2系統の2値化信号を出力する2値化手段と、
    上記2値化手段から出力される上記2系統の2値化信号にそれぞれ対応して設けられ、それぞれピーク検波を行う2系統のピーク検波手段と、
    上記2系統のピーク検波手段の出力をそれぞれ2値化したうえで、その各2値化信号の論理演算により、欠陥検出信号を生成する欠陥検出信号生成手段と、
    を備えた再生装置。
  2. 記録媒体から読み出された情報信号の低域成分を遮断して上記情報信号における反射率の高い方向へのピーク及び反射率の低い方向へのピークとなる欠陥信号部分のレベルを、情報信号の略振幅中心レベルとするフィルタ手段と、
    上記フィルタ手段の出力を2値化するヒステリシスコンパレータから成り、そのコンプリメンタリ出力としての2系統の2値化信号を出力する2値化手段と、
    上記2値化手段から出力される上記2系統の2値化信号にそれぞれ対応して設けられ、それぞれピーク検波を行う2系統のピーク検波手段と、
    上記2系統のピーク検波手段の出力をそれぞれ2値化したうえで、その各2値化信号の論理演算により、欠陥検出信号を生成する欠陥検出信号生成手段と、
    を備えた欠陥検出装置。
  3. 記録媒体から読み出された情報信号の低域成分を遮断して上記情報信号における反射率の高い方向へのピーク及び反射率の低い方向へのピークとなる欠陥信号部分のレベルを、情報信号の略振幅中心レベルとするフィルタ処理ステップと、
    上記フィルタ処理ステップで得られた出力を2値化するヒステリシスコンパレータのコンプリメンタリ出力としての2系統の2値化信号を出力する2値化ステップと、
    上記2値化ステップで得られる上記2系統の2値化信号のそれぞれに対応して2系統のピーク検波の出力を行うピーク検波ステップと、
    上記ピーク検波ステップで得られた2系統の出力をそれぞれ2値化したうえで、その各2値化信号の論理演算により、欠陥検出信号を生成する欠陥検出信号生成ステップと、
    を備える欠陥検出方法。
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