説明

光ディスクから読取られたデータ信号のレベルを制御する方法及びシステム

本発明は、光ディスクから読取られた入力リードアウト信号のレベルを制御する方法に関する。本方法は、レンジ[I_min_target,I_max_target]で振幅を有する増幅された出力リードアウト信号を発生するため、調節可能なゲインファクタで入力リードアウト信号を増幅する増幅ステップを使用することを提案する。このゲインの値は、ターゲットレベルI_min_target及びI_max_targetのレベルと出力リードアウト信号のレベルを比較し、入力リードアウト信号のレベルを考慮したゲイン値を導出する役割を果たすフィードバックループ制御から導出される。このループ制御は、入力リードアウト信号をクランプするのを可能にし、光ディスクの編者率の低減のケースで入力リードアウト信号の減少を結果として中和する。
用途:光ディスクリーダ。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光ディスクから読取られたデータ信号のレベルを制御する方法及びシステムに関する。
また、本発明は、光ディスクの表面の欠陥の存在を示すことが意図される情報信号を発生する方法に関する。
本発明は、光記録の分野で多くの用途を有する。
【背景技術】
【0002】
CD(Compact Disc),DVD(Digital Versatile Disc)又はBD(Blue Ray)ディスクのような光記録システムでは、光ディスクに記録された情報は、リードアウト信号から検索され、慣習的に図1に例示されるようなアイパターンにより表現される。情報は、光検出器、ビット検出システム、プリアンプ、ゲイン及びレベルコントロール、イコライザ、タイミングリカバリシステム及び誤り訂正システムを含む処理チェインから検索されることがある。
【0003】
データ情報は、たとえば、バイナリデータを表現しトラックを形成する一連のピット及びランドとして、ディスクに記録される。レーザスポットは、ピット−ランドリリーフ構造をスキャンするためにトラックにロックされた状態である。反射された光スポットは、光検出器に入射する。電圧が印加されたピット間の領域は、干渉することなしに入射光を反射し、これにより、光検出器から導出された対応するリードアウト信号は、最大値に到達する。逆に、リードアウト信号の最小のレベルは、ピットにより反射される間に干渉により強く低減されている光に対応する。図1に示されるリードアウト信号は、ダークレベル(DL)により参照され、チャネルビットの整数倍であるピット及びランドにより空間的に変調される。
【0004】
ディスクに記憶されたデータのロバストな読取りを保証するため、低いターゲットレベルI_min_targetと高いターゲットレベルI_max_targetとの間で変動するリードアウト信号を発生することが必要とされ、これらのターゲットレベルは、仕様又は測定から知られている。
【0005】
ゲイン及びレベルコントロールは、特に、フィンガープリント、スクラッチ又はダークスペックのようなディスクの欠陥により生じたディスクの反射率の低減により生じたレベル変動を中和することで、リードアウト信号を適切なレンジにシフトする役割を果たす。
【0006】
公知のゲイン及びレベル制御システムは、ピーク検出及び次定数の組み合わせに基づく。かかるシステムでは、予め定義されたピークレベルを超えるまでゲインが増加される。これが生じたとき、ゲインは再び減少する。類似のアプローチは、レベルコントロールのために使用される。ゲイン及びレベルアダプテーションは、時定数の使用と共に一般に実行される。時定数が大きいとき、ゲイン及びレベルコントロール信号は通常雑音が多くないので、システム応答は低速であるが、基準状態で正確である。他方で、低速の応答は、システムが欠陥に迅速に応答するのを妨げる。時定数が低減された場合、システムは過敏になり、したがってジッタ及びエラーレートの観点で測定される性能が低下する。最適な設定は、ドライブ及びディスクにおける多くのパラメータに依存し、トライアル及びエラーにより通常は決定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
この公知の方法は、ベースラインワンダー(baseline wonder)を防止するのに大きく、ディスク欠陥により生じる望まれない低周波の変動を効果的に除くために小さくあるべき点を考慮して、最適な時定数を定義するのが困難である点でその制約を有する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の目的は、光ディスクから読取られた入力リードアウト信号のレベルを制御する改善された方法を提案することにある。
【0009】
上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、レンジ[I_min_target,I_max_target]において振幅を有する増幅された出力リードアウト信号を発生するため、調節可能なゲインファクタで入力リードアウト信号を増幅する増幅ステップを使用することを提案する。このゲインの値は、出力リードアウト信号のレベルをターゲットレベルI_min_target及びI_max_targetのレベルと比較するのを担当するフィードバックループ制御から導出される。このループ制御は、入力リードアウト信号をクランプするのを可能にし、光ディスクの反射率の低減のケースで入力リードアウト信号の減少に結果として対抗する。
【0010】
本方法は、ピット及びランドの反射率が光ディスクの上述された欠陥により等しい測度で低下されるため、ダークレベルに関して類似のやり方で入力リードアウト信号の外側のレベルが低減する事実に基づいている。したがって、調節すべき唯一のパラメータが存在し、このパラメータは、ダークレベルに関してゲインである。
また、この方法は、制御が振幅情報にのみ基づいているため、レベル制御がリードアウト信号の周波数成分とは独立である点で関連する。
【0011】
また、本発明の目的は、本発明に係る上述された方法の異なるステップを実現するための手段を有する、入力リードアウト信号のレベルを制御する制御システムを提案することにある。
【0012】
ダークスペック又はディープスクラッチのような主要な欠陥のケースでは、レーザビームの反射率は強く低減される。結果として、入力リードアウト信号は、低い振幅であって非常に雑音が多く、ゲインが非常に高い値に設定されている場合であっても、データリカバリはこのケースでは殆ど不可能であることが仮定される場合がある。
【0013】
更なるステップは、本発明に係る上述された方法に有利にも追加される。この更なるステップは、前記ゲインがゲイン閾値以下にある場合に第一の状態であり、前記ゲインが前記ゲイン閾値を超える場合に第二の状態にあることを想定することが意図される信号を発生することからなる。
【0014】
この情報信号は、反射率の低減となる光ディスクの表面で欠陥の存在を示すために使用される。この情報信号は、欠陥を含むと考えられるエリアをジャンプすることにおいて、たとえば光ディスクの読取りストラテジーを改善するために使用される場合がある。
【0015】
本発明の詳細な説明及び他の態様は以下に与えられる。
本発明の特定の態様は、以下に記載され、添付図面と共に考慮される実施の形態を参照して説明され、添付図面では、同じ部材又はサブステップは同じ方式で示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
図2は、出力リードアウト信号S_outを発生するために光ディスクから読み取られた入力リードアウト信号S_inのレベルを制御する処理ステップのフローチャートである。
【0017】
この方法は、出力リードアウト信号S_outを発生するため、ゲインGにより入力リードアウト信号S_inを増幅するステップ101を含む。リードアウト信号は、以下の関係によりリンクされる。
【0018】
【数1】

ゲインGは、たとえばG0=1といった任意の値G0に始めに設定される。
【0019】
この方法は、前記出力リードアウト信号S_outを最大ターゲットレベルI_max_target及び最小ターゲットレベルI_min_targetと比較するステップ102を含む。ターゲットレベルは、たとえば仕様から知られているか、最適な条件で入力リードアウト信号S_inの最大及び最小レベルに近くなるように(すなわち、光ディスクから反射されたレーザビームの低減なしに)、測定により選択される。
【0020】
この方法は、前記出力リードアウト信号S_outのレベルが前記最大のターゲットレベルI_max_targetを超える場合に、前記最大のターゲットレベルI_max_targetと前記入力リードアウト信号S_inのレベルとの間の比として定義される値G1に前記ゲインGをセットする第一のステップ503を含む。このステップ103は、以下の第一のルールにより要約される。
【0021】
【数2】

ゲインGを特定のG1に設定することで、ステップ103はリードアウト信号をI_max_targetにクリップすることになる。結果的に、リードアウト信号は、レンジ[I_min_target,I_max_target]内にされる。
【0022】
この方法は、前記出力リードアウト信号S_outのレベルが前記最小ターゲットレベルI_min_target以下に下がった場合に、前記最小のターゲットレベルI_min_targetと前記入力リードアウト信号S_inのレベルとの間の比として定義される値に前記ゲインG2を設定する第二のステップ104を含む。このステップ104は、以下の第二のルールにより要約される。
【0023】
【数3】

ゲインGを特定の値G2に設定することで、ステップ104は、I_min_targetにリードアウト信号をクリップすることになる。結果的に、リードアウト信号は、レンジ[I_min_target,I_max_target]内にされる。
【0024】
この方法は、前記出力リードアウト信号S_outのレベルが前記最大のターゲットレベルI_max_targetを超えないか、又は前記最小のターゲットレベルI_min_target以下に下がらない場合に、前記第一のステップ103及び第二のステップ104により前に設定された値に前記ゲインGを設定する第三のステップ105を含んでいる。言い換えれば、出力リードアウト信号S_outがレンジ[I_min_target,I_max_target]にある場合、ゲインGが変化せず、最初のゲイン値G0に等しいか、第一のルールにより定義されるゲイン値G1に等しいか、若しくは、第二のルールにより定義されたゲイン値G2に等しい。
【0025】
なお、リードアウト信号をレンジ[I_min_target,I_max_target]内にする本発明に係る手順は、プレイバック状態での変動(すなわち反射率の変化)を追跡するため、連続的及びおそらく瞬間的に実行することができる。
【0026】
処理ステップ102−103−104−105は、光ディスクの欠陥を示す情報信号S_infoを生成する方法を定義することに基づく。この情報信号を発生する方法は、ゲイン値Gの変動の分析に基づいている。
【0027】
このため、この情報信号S_infoを発生する方法は、前記ゲインGをゲイン閾値G_thと比較するステップ106、及び前記ゲインGが前記ゲイン閾値G_th以下の場合に第一の状態s1を有し、前記ゲインGは前記ゲイン閾値G_thを超える場合に第二の状態s2を有する情報信号を発生するステップ107を含む。
【0028】
入力リードアウト信号は、データ信号と一定の振幅のノイズ信号との総和として考えられる。入力リードアウト信号S_inが非常に低い場合、すなわち雑音信号を主に含む場合、高い値“high value”を有するゲインGはステップ103から導出される。データの検出はこのケースでは不可能であるため、ノイズ信号を主に含む入力リードアウト信号S_inを増幅するのは意味をなさないので、ゲイン閾値G_thは、I_min_target/σとして定義され、この場合、σは入力リードアウト信号S_inにおけるノイズレベルの測度に対応する。
【0029】
この情報信号S_infoは、たとえば欠陥を含むとして考えられるエリアをジャンプすることにおいて、たとえば光ディスクのリーディングストラテジーを改善するために使用される場合がある。
【0030】
図3は、出力リードアウト信号S_outを発生するために光ディスクから読取られた入力リードアウト信号S_inのレベルを制御するための本発明に係る制御システムの実施の形態を表している。当該システムは、以下を有している。
【0031】
手段301は、前記出力リードアウト信号S_outを発生するため、ゲインファクタGにより前記入力リードアウト信号S_inを増幅する。
手段302は、前記出力リードアウト信号S_outを最大のターゲットレベルI_max_target及び最小のターゲットレベルI_min_targetと比較する。
【0032】
手段302は、前記出力リードアウト信号S_outのレベルが前記最大のターゲットレベルI_max_targetを超える場合に、前記最大のターゲットレベルI_max_targetと前記入力リードアウト信号S_inのレベルとの間の比として定義される値に前記ゲインGを設定する。
手段302は、前記出力リードアウト信号S_outのレベルが前記最小のターゲットレベルI_min_target以下に下がる場合に、前記最小のターゲットレベルI_min_targetと前記入力リードアウト信号S_inのレベルとの間の比として定義される値に前記ゲインGを設定する。
手段302は、前記出力リードアウト信号S_outのレベルが前記最大のターゲットレベルI_max_targetを超えず、前記最小のターゲットレベルI_min_target以下に下がらない場合に、前記第一及び第二の手段302により前もって設定された値に前記ゲインGを設定する。
【0033】
処理は、デジタル領域で実行される場合がある。手段302は、メモリ装置(図示せず)に記憶されるコード命令を実行するシグナルプロセッサに対応する。これらのコード命令は、たとえば前記メモリ装置に記憶される入力パラメータI_min_target及びI_max_targetの値を考慮して、先に記載されたようにステップ102−103−104−105の機能を実行する。アナログ−デジタルコンバータ(図示せず)は、入力リードアウト信号S_in及び出力リードアウト信号S_outのデジタル値を処理手段302に送出するために使用される。
【0034】
また、手段301は、シグナルプロセッサにより構成されるか、代替的にトランジスタベースの構造を使用した従来の増幅器により構成される。後者のケースでは、手段302により定義されたゲインは、入力デジタルレジスタにバッファリングされ、次いで、増幅手段301の利得パラメータを変化するために(たとえばアナログ利得値に比例した電流によるキャパシタの電荷)、デジタル−アナログコンバータ(図示せず)によりアナログ領域で変換される。
【0035】
図4は、本発明に係る方法により実行されるレベルコントロールの例を示している。
この図において、信号S_theoは、反射率の低減なしに、光ディスクの読取りから導出される理論的なリードアウト信号の時間的な変動に対応する。この信号は、レンジ[I_min_target,I_max_target]で変化する。
S_inは、光ディスクが読み取られたとき、たとえば光ディスクを読取ることが意図されるリーダ装置に埋め込まれた4象限検出器といった光検出器から導出された実験上の入力リードアウト信号の時間的な変化に対応する。
αは、光ディスクの欠陥により生じた反射率の減衰の時間的な変化に対応し、減衰は、たとえば、光ディスクの表面にあるスクラッチ、フィンガープリント、又はダークスペックにより生じる。この減衰は、勿論、システム制御に知られていない。
S_outは、本発明に係る制御システムを通過した後に出力リードアウト信号の時間的な変化に対応する。
Gは、出力リードアウト信号S_outを発生するため、入力リードアウト信号S_inに印加される増幅利得の時間的な変化に対応する。
【0036】
時間レンジ[t0,t1]では、光ディスクの表面に欠陥が存在しないので、光ディスクに印加されるレーザビームの反射率が低減されない。入力リードアウト信号S_inは、レンジ[I_min_target,I_max_target]にあり、ゲインGが設定され、たとえば、1に等しい最初のデフォルト値に設定される。出力リードアウト信号S_outは、入力リードアウト信号S_inに同一である。
【0037】
時間レンジ[t1,t2]では、光ディスクの表面に存在する幾つかの欠陥のため、光ディスクに印加されるレーザビームの反射率はファクタ2で減衰される。入力リードアウト信号S_inは、ファクタ2で即座に減少するが、ゲインGが1に等しいままにあるように、レンジ[I_min_target,I_max_target]にあるままである。出力リードアウト信号S_OUTは、入力リードアウト信号S_inに同一である。
【0038】
時間レンジ[t2,t3]では、光ディスクに印加されるレーザビームの反射率は、ファクタ2で減衰される。入力リードアウト信号S_inは、I_min_target/2に到達するまで、I_min_target以下に下がる。また、出力リードアウト信号S_outは、I_min_target以下に下がる傾向があるが、S_outは、式(3)に従ってゲインGを増加する制御システムにより即座に補正される。ゲインGは、値2に到達するまで増加する。信号S_outは、I_min_targetにクリップされる。
【0039】
時間レンジ[t3,t4]では、光ディスクに印加されるレーザビームの反射率は、ファクタ2でなお減衰される。入力リードアウト信号S_inは、I_min_target/2を超えて増加し始める。2に前に設定されたゲインによれば、出力リードアウト信号S_outは、S_outがレンジ[I_min_target,I_max_target]になおあるように、I_min_targetを超える傾向にある。結果として、信号S_inに印加されるゲインGは、式(3)に従って時間t3で定義された前の値に設定されたままである。信号S_outは、理論的なデータ信号S_theoに同一であり、このことは、レーザビームの反射率の低減が本発明に係る制御システムにより補償されることを意味する。
【0040】
時間レンジ[t4,t5]では、光ディスクは、その表面にこれ以上欠陥を有さない。したがって、レーザビームは、減衰のゲインαが1に下がるようにもはや減衰されない。入力リードアウト信号S_inは、信号S_theoに同一である。2に前に設定されたゲインによれば、出力リードアウト信号S_outは、S_outが式(2)に従ってゲインGを減少する制御システムにより即座に補正されるように、I_max_targetを超える傾向にある。ゲインGは、1の値に到達するまで減少する。したがって、信号S_outは、I_max_targetにクリップされる。
【0041】
時間レンジ[t5,t6]では、入力リードアウト信号S_inは、I_max_target以下に減少し始める。1に前に設定されたゲインによれば、出力リードアウト信号S_outは、S_outがレンジ[I_min_target,I_max_target]にあるように、I_max_target以下に下がる傾向がある。結果として、信号S_inに印加されるゲインGは、式(2)に従って時間t5で定義された前の値に設定されたままとなる。したがって、信号S_outは、入力リードアウト信号S_in、及び理論的なデータ信号S_theoに同一である。
【0042】
なお、出力リードアウト信号S_outがI_min_target及びI_max_targetのそれぞれにクリップされるので、時間レンジ[t2,t3]及び[t4,t5]と同様に、正しいレンジとして考えられる、レンジ[I_min_target,I_max_target]に入力リードアウト信号S_inがあるので、時間レンジ[t1,t2]におけるリードアウト信号は回復することができない。
【0043】
時間レンジ[t0,ts1]では、情報信号S_infoが第一の状態s1を有するように、ゲインGはゲイン閾値G_th以下である。
時間レンジ[ts1,ts2]では、情報信号S_infoが第二の状態s2を有するように、ゲインGはゲイン閾値G_thを超える。
時間レンジ[ts2,ts6]では、情報信号S_infoが第一の状態s1を有するように、ゲインGはゲイン閾値G_th以下である。
【0044】
本発明に係る制御システムは、光ディスクに記憶されたデータ読取るための装置で有利にも実現することができる。
動詞「有する“comprise”」及びその派生語の使用は、請求項で述べたエレメント又はステップ以外の存在を排除するものではない。エレメント又はステップに先行する冠詞“a”又は“an”の使用は、複数のかかるエレメント又はステップの存在を排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】光ディスクから読取られた入力リードアウト信号のアイパターンを例示する図である。
【図2】本発明に係る処理ステップのフローチャートである。
【図3】本発明に係る制御システムの実施の形態を示す図である。
【図4】本発明に係る方法を例示する図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
出力リードアウト信号を発生するために光ディスクから読取られた入力リードアウト信号のレベルを制御する方法であって、
前記出力リードアウト信号を発生するため、ゲインファクタにより前記入力リードアウト信号を増幅するステップと、
前記出力リードアウト信号を最大のターゲットレベル及び最小のターゲットレベルと比較するステップと、
前記出力リードアウト信号のレベルが前記最大のターゲットレベルを超える場合に、前記最大のターゲットレベルと前記入力リードアウト信号のレベルとの間の比として定義された値に前記ゲインファクタを設定する第一のステップと、
前記出力リードアウト信号のレベルが前記最小のターゲットレベル以下に下がる場合に、前記最小のターゲットレベルと前記入力リードアウト信号のレベルとの間の比として定義された値に前記ゲインファクタを設定する第二のステップと、
前記出力リードアウト信号のレベルが前記最大のターゲットレベルを超えないか、前記最小のターゲットレベル以下に下がらない場合に、前記第一のステップ及び前記第二のステップにより前に設定された値に前記ゲインファクタを設定する第三のステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項2】
光ディスクの欠陥を示す情報信号を発生する方法であって、
当該方法は、
出力リードアウト信号を発生するため、ゲインファクタにより入力リードアウト信号を増幅するステップと、
前記出力リードアウト信号を最大のターゲットレベル及び最小のターゲットレベルと比較するステップと、
前記出力リードアウト信号のレベルが前記最大のターゲットレベルを超える場合に、前記最大のターゲットレベルと前記入力リードアウト信号のレベルとの間の比として定義された値に前記ゲインファクタを設定する第一のステップと、
前記出力リードアウト信号のレベルが前記最小のターゲットレベル以下に下がる場合に、前記最小のターゲットレベルと前記入力リードアウト信号のレベルとの間の比として定義された値に前記ゲインファクタを設定する第二のステップと、
前記出力リードアウト信号のレベルが前記最大のターゲットレベルを超えないか、前記最小のターゲットレベル以下に下がらない場合に、前記第一のステップ及び前記第二のステップにより前に設定された値に前記ゲインファクタを設定する第三のステップと、
前記ゲインファクタをゲイン閾値と比較するステップと、
前記ゲインファクタが前記ゲイン閾値以下の場合に第一の状態を有し、前記ゲインファクタが前記ゲイン閾値を超える場合に第二の状態を有する前記情報信号を発生するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項3】
出力リードアウト信号を発生するために光ディスクから読取られた入力リードアウト信号のレベルを制御するシステムであって、
当該システムは、
前記出力リードアウト信号を発生するため、ゲインファクタにより前記入力リードアウト信号を増幅する手段と、
前記出力リードアウト信号を最大のターゲットレベル及び最小のターゲットレベルと比較する手段と、
前記出力リードアウト信号のレベルが前記最大のターゲットレベルを超える場合に、前記最大のターゲットレベルと前記入力リードアウト信号のレベルとの間の比として定義された値に前記ゲインファクタを設定する手段と、
前記出力リードアウト信号のレベルが前記最小のターゲットレベル以下に下がる場合に、前記最小のターゲットレベルと前記入力リードアウト信号のレベルとの間の比として定義された値に前記ゲインファクタを設定する手段と、
前記出力リードアウト信号のレベルが前記最大のターゲットレベルを超えないか、前記最小のターゲットレベル以下に下がらない場合に、前記第一の手段及び前記第二の手段により前に設定された値に前記ゲインファクタを設定する手段と、
を有することを特徴とするシステム。
【請求項4】
出力リードアウト信号を発生するために前記光ディスクから読取られた入力リードアウト信号のレベルを制御するシステムを有する、光ディスクを読取るための装置であって、
前記システムは、
前記出力リードアウト信号を発生するため、ゲインファクタにより前記入力リードアウト信号を増幅する手段と、
前記出力リードアウト信号を最大のターゲットレベル及び最小のターゲットレベルと比較する手段と、
前記出力リードアウト信号のレベルが前記最大のターゲットレベルを超える場合に、前記最大のターゲットレベルと前記入力リードアウト信号のレベルとの間の比として定義された値に前記ゲインファクタを設定する手段と、
前記出力リードアウト信号のレベルが前記最小のターゲットレベル以下に下がる場合に、前記最小のターゲットレベルと前記入力リードアウト信号のレベルとの間の比として定義された値に前記ゲインファクタを設定する手段と、
前記出力リードアウト信号のレベルが前記最大のターゲットレベルを超えないか、前記最小のターゲットレベル以下に下がらない場合に、前記第一の手段及び前記第二の手段により前に設定された値に前記ゲインファクタを設定する手段と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項5】
請求項1又は2記載の方法のステップを実現するためのコード命令を有するコンピュータプログラム。



【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公表番号】特表2007−517348(P2007−517348A)
【公表日】平成19年6月28日(2007.6.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−543643(P2006−543643)
【出願日】平成16年11月30日(2004.11.30)
【国際出願番号】PCT/IB2004/003924
【国際公開番号】WO2005/057575
【国際公開日】平成17年6月23日(2005.6.23)
【出願人】(590000248)コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Fターム(参考)】