JP2010086639A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ディスクドライブから個体間の特性差が大きいアナログ要素を極力排除する。
【解決手段】パルス再生信号の標本化周波数を異なる周波数に変換する手段３８，３９を有する。また、変調クロック周波数を上記と同じ比率で変換する手段４０，４１を有する。また、標本化周波数変換手段及び変調クロック変換手段をチャネルクロックに基づき自動的に設定する手段を有する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、光ディスクドライブの再生技術に関する。

本発明の適用範囲は、Blu-ray Disc（ＢＤ）に限定されないが、以下における説明ではＢＤを前提とし、また、用語もＢＤで使用されるものを基本とする。

ＢＤを初めとする現行の光ディスク装置の多くは、その光源として用いているレーザダイオードが発する雑音を抑制するために高周波重畳法を採用している。この技術は、非特許文献１で開示されており、また当業者間では公知のことであるので、以下の記述に必要な事項のみ述べ、それ以上は詳述しない。

ディスクで反射されたレーザ光が発振中のレーザダイオードに入射すると発振状態が不安定化する結果、著しいレーザ雑音を生じる。これを回避するために、高周波重畳法が用いられている。これは、レーザダイオードの駆動信号に高周波信号を重畳させてレーザをパルス発光させるものである。その発光波形は、図２に示すような周期パルスである。ここで、レーザパルスの間隔（変調周期）とそれに対する発光期間との比率（デューティ）は、レーザ雑音が最小になるように調整されるパラメータである。即ち、ディスクで反射されてきたレーザパルスがレーザ発振中にレーザダイオードに入射しないように周波数とデューティを選択する。

パルス状のレーザ光を光ディスクの記録膜上に焦点を結ばせる。すると、レーザ光が照射された箇所がマークあるいはスペースかによって反射されるレーザ光の強度が異なるから、レーザパルスの振幅が変調される。仮に、再生用のフォトダイオード及び電流電圧変換アンプによる帯域制限が皆無であったとすると、再生信号波形は、図３に示すような形状になる。以後、このような再生パルス列からなる信号をパルス再生信号と呼ぶことにする。ここで、図３中の破線は、仮にレーザを高周波重畳時のレーザパルスのピークと同じ出力で連続発振させた場合に得られる再生信号波形である。つまり、パルス再生信号の上側包絡線の形状は連続光による再生信号波形となっている。従って、包絡線検波、即ち、重畳する高周波電流の周波数よりも十分に低い遮断周波数を有する低域通過フィルタにパルス再生信号を通すことにより、所望の再生波形を得ることが出来る。現行の光ディスク装置では、フォトディテクターと電流電圧変換アンプとからなる系及びアナログ等化器の帯域制限により、このことが実現されている。

再生信号をパルス化するということは振幅変調の一種であるから、重畳した高周波信号の輝線スペクトルと、その近傍に変調された再生信号成分が観測される。よって、以後本明細書中では、重畳した高周波信号を単にキャリアと呼ぶことにする。キャリア周波数の一例を挙げると、ＢＤの場合、４００ＭＨｚ程度が標準的である。これは、専ら再生光学系の光路長で決定されるので、装置間で大きな差は無いと考えられる。

図４に、パルス再生信号のスペクトルの一例を示す。図４中、破線でフォトディテクターと電流電圧変換アンプとからなる系及びアナログ等化器の帯域制限の様子を模式的に表してある。即ち、上記旧来方式にてパルス再生信号を連続信号に変換するということは、高調波成分を全て減衰させてしまうことである。従って、得られる再生信号振幅は小さくなり、その振幅とパルス再生信号振幅の比率は概ねパルスデューティー程度である。

この様に、得られる振幅が減少するために生じるＳＮＲ低下を改善する技術として、マルチトーン復調（ＭＴＤ：multi-tone demodulation）がある。この技術に関しては、特許文献１に詳細が開示されている。また、非特許文献３にも記載がある。ＭＴＤは、再生信号のＳＮＲを補う他に、特許文献１に詳述されているように、高倍速再生時に再生信号とキャリアの分離が困難になるという課題をも解決することが出来る。即ち、ＭＴＤによって得られる信号には、原理的にキャリアの輝線スペクトルが含まれない。

近年、光ディスクの再生信号処理は、ＰＲＭＬ（partial response most-likely）法のようなデジタル方式が主流であることは当業者の間では公知である。このような信号処理系においては、再生信号のクロックと信号処理回路のクロックを同期させるためのＰＬＬ（phase locked loop）回路もデジタル化されているのが一般的である。しかしながら、実際にはデジタル化されたＰＬＬにも電圧制御発振器やＤＡＣ（digital to analog converter）のような複数のアナログ要素が含まれている。アナログ要素を使用することの問題点は、その特性がばらつき易いことである。そこで、近年、非特許文献４にも記載されているようにアナログ要素を含まない信号処理システムの検討が進められている。

特開２００７−７３１４７号公報 「光学」第１４巻、第５号、３７７−３８３頁 Frank Op’t Eynde, Willy Sansen, "Analog Interfaces for Digital Signal Processing Systems", Kluwer Academic Publishers, 1993 Boston/Dordrecht/London, pp.91-92. Atsushi Kikukawa, Hiroyuki Minemura, "Novel HF-pulse read signal converter for increasing read signal SNR", Digest of International Symposium on Optical Memory 2007, pp.302-303. Floyd M. Gardner, "Interpolation in Digital Modems - Part I: Fundamentals", IEEE Transactions on Communications, Vol. 41, pp.501-507 (1993).

ＭＴＤを実行する装置の構成例を図５に示す。尚、この図では、以下の説明に必須でない部分は省略している。本例は、パルス再生信号を連続波形に変換する手段として、ＡＤ変換器１１とＤＡ変換器１２の対を用いていることを特徴としている。

キャリアは、発振器１５で発生され、レーザドライバ１４へ入力される。レーザドライバ１４は、所望の平均レーザパワー、ピークパワー、デューティが得られるようなレーザ駆動電流を発生させ、レーザダイオード６へ入力する。また、レーザの平均出力が一定になるようにレーザ駆動電流の制御も行う。レーザダイオードの出力光強度は、図２に示したような時間変化をする。

レーザ光は、コリメータレンズ５で平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ４と１／４波長板３を通過した後、対物レンズ２によってディスク１の記録膜面上に焦点を結ぶ。記録膜面上でレーザ光は反射され、記録マークとスペースに応じた強度変化が重畳された反射パルスレーザ列となる。そのレーザ光強度の時間変化は、図３に示したパルス再生信号に一致したものである。反射パルスレーザ列は、元の経路を偏光ビームスプリッタ４まで戻ると、そこで反射され集束レンズ７によってフォトダイオード８上に集光され電流に変換される。この電流は、電流アンプ１０によって電圧信号に変換された後にＡＤ変換器１１によってデジタル信号に変換され、その出力はＤＡ変換器１２に入力される。

ＡＤ変換器は、図６に示すように、パルス再生信号中（破線で表示）の各パルスの頂点の値をサンプリングするよう駆動する必要がある。従って、ＡＤ変換器及びＤＡ変換器の駆動クロックとしてＨＦ発振器出力を用いている。ただし、ＨＦ信号とパルス再生信号の間には、フォトダイオードやレーザ発光までの過程で生じる遅延のために位相差を生じているので、可変遅延線１６を用いてこの位相差を調節している。尚、背景技術の項で述べたように、図３は再生用のフォトダイオード及び電流電圧変換アンプによる帯域制限が皆無である場合であるが、これらによる帯域制限がある場合には、その程度に依存して個々のパルスの広がりとピーク値の低下を生じるものの、一定以上の帯域があれば図３に示した信号とほぼ等しい信号を得ることが出来る。

ＤＡ変換器は、サンプルされたパルス頂点の値を１クロックの間保持するから、その出力は、図６に示すように階段状になる（実線で表示）。ここでは、説明を簡単にするためにＡＤ変換器及びＤＡ変換器は、理想的な動作をするものとして説明した。また、ＤＡ変換器出力は、ＡＤ変換器出力をＤＡ変換器に送出するのに１クロックを要するから、階段状信号は、実際にはパルス再生信号より１クロック遅れるが、図６中では波形相互の関係が明確になるように、この遅れを無視して各波形を記している。階段状波形は、歪み成分を含んだ再生信号である。この歪み成分は、低域通過フィルタ１７によって取り除かれる。

低域通過フィルタ１７の出力は、振幅やＳＮＲが改善されている他は、旧来の方式で得られるピックアップから出力される再生信号と同等である。従って、以後の復号過程は、旧来の光ディスクドライブと同様のものを用いれば良い。即ち、低域通過フィルタ１７の出力から高域通過フィルタ２０で直流成分を取り除き、アナログ等化器２１で等化した後にＡＤ変換器でデジタル信号に変換する。デジタル変換された再生信号は、ＰＬＬでクロック同期を取り、ヴィタビ復号器２５で復号する。ＰＬＬは、ＡＤ変換器、位相比較器２２、ループフィルタ２３、ＤＡ変換器及び電圧制御発振器２４から構成されている。ＰＬＬの動作に関しては、広く公知であるから、ここでは詳述しない。

上記構成の信号処理系には、高域通過フィルタ、アナログ等化器、ＡＤ変換器、ＤＡ変換器、電圧制御発振器といった複数のアナログ要素を含む。これらアナログ要素の問題点は、個体間の特性差が大きいことである。この個体間の特性差の影響を回避するためには、光ディスクドライブに調整機能を持たせるなどの追加的な処置が必要となることが往々にして生じる。

また、光ディスクドライブではＰＬＬのＡＤ変換器以降の回路は、符号訂正回路や各種制御回路と共に統合ＬＳＩに集積されるのが一般的である。そして、統合ＬＳＩは、メイン基板上に実装されるのが通常である。従って、ピックアップからメイン基板までアナログ再生信号を伝送させる必要がある。アナログ再生信号に外部からの雑音や近接する信号線の信号によるクロストークがあると、再生信号品質が劣化しエラーレートが劣化する。また、高倍速再生時には、再生信号帯域が広がるから高い周波数成分まで位相歪みなく伝送させる必要がある。これらの要件を全て満たす伝送路は、設計及び実装上も困難が伴う上に高価になりがちである。

図５に示した構成例では、パルス再生信号を一旦デジタル信号に変換した後に再びアナログ信号に変換している。このことにより旧来の同期型信号処理回路への入力を可能としている。また、特許文献１に記載の一構成例では、パルス再生信号の各パルスをＡＤ変換したデジタル信号をＰＬＬ及び復号信号処理系に入力している。この場合、ＨＦ発光の周波数をチャネルクロック又は、その整数倍の周波数に完全に一致させる。しかし、光ディスクドライブの場合、再生データ転送速度は、状況によって広範囲に変化できることが要求される。しかし、ＨＦ周波数は、レーザ雑音を抑圧するための条件に拘束されているために任意に変更可能ではない。従って、ＨＦ周波数をある値に固定した場合、再生時のデータ転送速度の可変範囲が制限されるという問題を生じる。これは、特にＣＡＶ（constant angular velocity）再生時に不都合を生じる可能性が高い。

本発明では、光ディスク装置に含まれるアナログ要素を最小化するために、レーザをパルス発光させ、パルス再生信号を得る手段と、パルス再生信号をレーザのパルス発光周波数（キャリア周波数）で標本化し標本化パルス再生信号とする手段と、標本化パルス再生信号から光ディスクに記録されているデータを復号する手段とを有する。また、復号手段の動作クロック周波数の低減を図るために、標本化パルス再生信号の標本化周波数を、異なる標本化周波数に変換する手段を有する。また、標本化周波数変更手段を再生速度に基づき自動的に設定する手段を有する。

本発明の光ディスク装置は、また、レーザ光源と、レーザ光源をパルス駆動する光源駆動部と、レーザ光源から発生させたレーザ光を光ディスクに照射する光学系と、光ディスクから反射されたレーザ光を受光する光検出器と、光検出器の出力を標本化及び量子化するＡＤ変換器と、ＡＤ変換器の出力をシリアルビット列に変換する手段と、シリアルビット列から光ディスクに記録されているデータを復号する手段と、シリアルビット列をデータ復号手段に伝送する手段とを有する。

本発明により、現行の光ディスク装置よりも高いＳＮＲの再生信号が得られ、かつ、再生信号処理系中のアナログ要素を最小限に減らした光ディスク装置を提供できる。

図１に、本発明による光ディスクドライブの一例を示す。キャリアは、発振器１５で発生され、レーザドライバ１４へ入力される。レーザドライバ１４は、所望の平均レーザパワー、ピークパワー、デューティが得られるようなレーザ駆動電流を発生させ、レーザダイオード６へ入力する。また、レーザの平均出力が一定になるようにレーザ駆動電流の制御も行う。レーザダイオードの出力光強度は、図２に示したような時間変化をする。

レーザ光は、コリメータレンズ５で平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ４と１／４波長板３を通過した後、対物レンズ２によってディスク１の記録膜面上に焦点を結ぶ。記録膜面上でレーザ光は反射され、記録マークとスペースに応じた強度変化が重畳された反射パルスレーザ列となる。そのレーザ光強度の時間変化は、図３に示したパルス再生信号に一致したものである。反射パルスレーザ列は、元の経路を偏光ビームスプリッタ４まで戻ると、そこで反射され集束レンズ７によってフォトダイオード８上に集光され電流に変換される。この電流は、電流アンプ１０によって電圧信号に変換された後にＡＤ変換器１１によってデジタル信号に変換される。ＡＤ変換器１１は、図６に示すように、パルス再生信号（破線で表示）中の各パルスの頂点の値をサンプリングするよう駆動する必要がある。従って、ＡＤ変換器１１の駆動クロックとして発振器１５の出力を用いている。ただし、発振器出力とパルス再生信号の間には、フォトダイオードやレーザ発光までの過程で生じる遅延のために位相差を生じているので、可変遅延線１６を用いてこの位相差を調節している。尚、パルス再生信号の各パルスの頂点をサンプリングした信号を標本化パルス再生信号と呼ぶ。

デジタル信号に変換されたパルス再生信号は、復号器６０に入力される。復号器６０は、パルス再生信号からビット列、即ち、ディスクに記録されていたデジタル信号を復号する。ところで、パルス再生信号の標本化周波数は、一般にチャネルクロック周波数と異なる。つまり、この復号器６０は、チャネルクロックと非同期にサンプリングされた再生信号から元のビット列を復号する能力を有する。

このような復号器の構成方法は、複数考えられる。図７に示したのは、非同期ヴィタビ復号器３７を用いたものである。ヴィタビ復号器では、ターゲット信号と入力信号の類似性を数値評価し、尤も近しい波形を選択することにより確度の高い復号を行えることは当業者には周知のことである。図５に示したような従来型の光ディスクドライブに使用されているヴィタビ復号器は、チャネルクロックに同期して動作する。即ち、ターゲット波形の各点もチャネルクロックに同期して生成される。しかし、ターゲット波形と入力信号波形の比較は、チャネルクロックに同期していない時刻を用いても可能で、非同期ヴィタビ復号器３７はチャネルクロックに非同期な時刻で両波形の比較を行うことが出来る。また、チャネルクロックに同期していない信号を用いるヴィタビ復号を、以下において非同期ヴィタビ復号と呼ぶことにする。

非同期ヴィタビ復号でターゲット波形を生成するためには、チャネルクロックの周波数と位相を推定する必要がある。これを行うのがタイミングディテクター３５である。ＢＤなどの光ディスクの記録データには、シンクマークという特別な符号列が一定のビット数毎に挿入されている。タイミングディテクターは、シンクマークの出現周期と位相を分析することによりチャネルクロックの周波数と位相を推定し、それに対応したクロック信号を発生させる。このクロック信号を疑似チャネルクロックと呼ぶ。ターゲット生成器３６は、タイミングディテクターで推定したチャネルクロックの位相に対応したターゲットレベルを非同期ヴィタビ復号器３７に供給する。非同期ヴィタビ復号器３７は、供給されたターゲットを元にターゲット波形を生成し、入力信号波形と比較を行い、ヴィタビ復号を行う。

図８は、復号器６０として同期型ヴィタビデコーダ５３を用いた場合の構成例である。この場合、ヴィタビデコーダに供給される再生信号をチャネルクロックに同期させる機構が必要である。ＡＤ変換器出力は、チャネルクロックに同期していない。これをチャネルクロックに同期した信号に変換するために、この例では連続インターポレータ５１とフルデジタルＰＬＬ回路５２からなる同期回路を用いている。後述する図１１や図１２などの構成例中で用いられるインターポレータは、入力信号の標本化速度を限定された範囲の整数に対してその整数分の１に変換するものである。それに対し、ここで用いている連続インターポレータ５１は、非特許文献４などに記載されているようなもので、入力信号の標本化速度を十分に小さなステップで変更できるものである。フルデジタルＰＬＬ回路５２は、アナログＰＬＬの位相比較器、ループフィルタ、電圧制御発振器をまとめた部分に相当し、連続インターポレータ出力信号とチャネルクロックとのタイミングエラー検出、ループフィルタ、シンセサイザなどを含む。この様な連続インターポレータ５１とフルデジタルＰＬＬ回路５２からなる同期化回路に関しては、非特許文献４に詳述されているので、ここではこれ以上詳述しない。

上記実施例では、ＡＤ変換器をピックアップ側に配置し、デジタル変換したパルス再生信号をメイン基板上の統合ＬＳＩへと伝送することが可能であるから、従来必要であったピックアップとメイン基板間のアナログ再生信号伝送が不要である。また、図１の構成では、ＡＤ変換器以降にアナログ要素が含まれない。従って、統合ＬＳＩの再生信号処理系からはアナログ回路が完全に排除されている。

パルス再生信号をデジタル変換すると、当然、１標本を表現するのに複数ビット（ワード長）必要であるから、ＡＤ変換器の出力は一般にバイナリ信号のパラレル出力となる。これを単純にピックアップから統合ＬＳＩへ伝送するとなると、少なくともワード長本の伝送線が必要になる。これは、ピックアップとメイン基板を接続するのに通常用いられるフレキシブル基板上の線数が増えること、即ち、フレキシブル基板の幅が大きくなることを意味する。また、再生信号を統合ＬＳＩへ入力させるのに必要なピン数が増大することも意味する。これらは、いずれも近年求められている装置の小型化及び低コスト化の妨げになる可能性が高い。

この問題点を解決するには、パラレル信号であるＡＤ変換器の出力をシリアル信号に変換する方法がある。その一例を図９に示す。即ち、ＡＤ変換器出力をＰＳ（parallel to serial）変換器１０１を用いてシリアル信号に変換してから統合ＬＳＩ１０２へと伝送している。この方式であれば、信号受信側の統合ＬＳＩが再生信号の受信に必要とするピン数が大幅に増加することはない。また、フレキシブル基板の信号線数が大幅に増加することもない。この場合、フレキシブル基板を伝送するシリアル信号のクロック周波数は、キャリア周波数の整数倍となる。

図９は、ＭＴＤを行うシステムを前提にしている。しかし、従来方式の光ディスクドライブにおいてもＡＤ変換器をピックアップ側に配置し、ＡＤ変換した再生信号をデジタル伝送することで、アナログ信号の伝送及びフレキシブル基板の小型化を行うことが可能であることは自明である。その様子を図１０に示す。この場合、ＡＤ変換器の駆動クロックは、発振器１５とは別のサンプリングクロック源１０３から供給する。従って、フレキシブル基板を伝送するシリアル信号のクロック周波数は、一般にはキャリア周波数の整数倍ではない。

また、ＡＤ変換器出力のパラレル出力をシリアル信号に変換すると、その分クロック周波数が高くなる。キャリア周波数が一般に数１００ＭＨｚであるので、フレキシブル基板を伝送するシリアル信号のクロック周波数は、数ＧＨｚに達する可能性がある。このようにクロック周波数が高い信号をフレキシブル基板で電気的に伝送するのは必ずしも容易ではないので、光インターコネクトを使用するのも有効な方法である。

図１、図７及び図８の構成は、回路の構成は最も単純であるもののＡＤ変換器以下の動作クロック周波数が全て同一でキャリア周波数と同じである。このために、仮にチャネルクロックがキャリア周波数を上回るような局面が生じると不都合を生じることがある。例えば、キャリア周波数が４００ＭＨｚでＢＤの１０倍速再生を考えると、チャネルクロックは６６０ＭＨｚであるから、チャネルに供給される信号の標本化レートがチャネルクロックを下回ってしまう。また、反対に低倍速再生では、チャネルに供給される信号の標本化レートがチャネルクロックを不必要に上回る局面が生じる。例えば、２倍速再生ではチャネルクロック周波数は１３２ＭＨｚであるから、標本化周波数はチャネルが要求する３倍以上である。この条件下でも復号回路を正常に動作させることは可能であるものの、不必要に高い周波数で動作するので消費電力が大きくなるという問題を生じる。

図１１に示した構成は、チャネルクロック及びチャネルに入力される信号の標本化速度を調整する手段を設けることにより、上記問題を解決している。即ち、ＡＤ変換器によってデジタル化されたパルス再生信号を再生倍速に応じてインターポレート又はデシメイトすることにより標本化周波数をチャネルクロック周波数になるべく近づける。ただし、この時、標本化周波数をチャネルクロック周波数よりも低くしないようにする。つまり、ＡＤ変換直後の信号の標本化周波数がチャネルクロックの２倍以上である場合には、デシメータ３９を用いて標本を間引くことにより標本化周波数を下げる。図１１におけるデシメータ３９は、標本化周波数を１／２又は１／４に低下させるように指定することが出来る。反対に、ＡＤ変換直後の信号の標本化速度がチャネルクロック周波数よりも低い場合は、インターポレータ３８が標本化速度を２倍にする。また、当然、標本化周波数を変更する必要が無い場合は、何もせずに後段の処理回路へ信号を伝達する。尚、ここで言うインターポレータ３８及びデシメータ３９は、入力信号の標本化周波数を整数倍又は整数分の一に変換するものである。このようなもの関しては、当業者には公知であり、また、非特許文献２にも開示されているので、ここではその構成などについては詳述しない。

ＡＤ変換直後の信号をそのまま伝達するか、或いはデシメータ３９又はインターポレータ３８で標本化周波数を変更するかの選択は、スイッチャー３０とセレクター３１を用いて信号経路を選択することにより行う。即ち、スイッチャー３０は、入力信号を複数の異なる端子に振り分ける機能を持ち、セレクター３１は複数の入力端子のうち一つを選んで出力する機能を有する。セレクター３１から出力された再生信号は、ＦＩＲ（finite impulse response）イコライザ３２で等化された後に、タイミングディテクター３５及び非同期ヴィタビ復号器３７へと出力される。尚、このＦＩＲイコライザ３２は、係数を予め指定しているが、適応等化器を用いることも可能である。

再生信号の標本化周波数を変更した場合には、復号システムの駆動クロック周波数も標本化周波数に合わせて変更する。クロック周波数を２倍にするのには逓倍器４０を、また、クロック周波数を１／２又は１／４にする場合には分周器４１を用いる。クロックをそのまま伝達するか、或いは分周器又は逓倍器で周波数を変更するかの選択は、信号の場合と同様にスイッチャー３０とセレクター３１を用いて信号経路を選択することにより行う。

図１１の構成では、ＦＩＲイコライザ３２に入力される再生信号の標本化周波数の変更は、デシメータ３９又はインターポレータ３８で２のべき乗倍に限定しているために構成が簡単で済む。しかし、これでは、再生倍速に拠っては、標本化周波数とチャネルクロック周波数の乖離が大きくなる局面が生じ得る。その場合、このシステムの復号系は、元々チャネルクロック周波数よりも高いクロック周波数で動作するように構成されているために、一段とチャネルクロック周波数よりも高いクロック周波数で動作することになり、その結果、消費電力や回路の実装面で不利になる。

この問題を軽減したのが図１２に示す構成である。この構成の特徴は、インターポレータ３８とデシメータ３９がシリーズ接続されていることである。ただし、ここで用いられているインターポレータ３８及びデシメータ３９は、信号の標本化周波数を整数倍に逓倍するように新たな標本を挿入、若しくは整数分の１になるように間引く。また、復号系に供給されるクロックに関しても逓倍器４０と分周器４１がシリーズ接続されており、再生信号の標本化周波数と同じ率で逓倍と分周を行う。これらの周波数の逓倍数及び分周を適切に選択することにより、再生信号の標本化周波数とチャネルクロック周波数の乖離を小さくすることが出来る。

パルス再生信号は、大きな直流成分を有している。この直流成分は、復号系にとっては無用であり、復号系の回路の実装形態によっては有害でもある。現行の光ディスクドライブでもピックアップ出力には直流成分が含まれるので、多くの場合、この直流成分をまず、高域通過フィルタを用いて除去している。この高域通過フィルタは、通常、ＡＤ変換する前のアナログ信号に対して作用するアナログフィルタが用いられる。アナログフィルタは、デューティーフィードバックスライサなどとは異なり、ＰＬＬの動作状況に影響されずに確実に直流成分を概略除去することが可能であるからである。パルス再生信号に対しては、当然、アナログフィルタを使用することは出来ない。そこで、直流成分を除去する必要がある場合には、図１３に示すような構成を取ることにより解決可能である。

図１３は、図１２の構成から直流除去の説明に必要の無い構成部の一部を省略して表記している。ここでは、直流成分除去にＩＩＲ（infinite impulse response）積分器４２を用いたフィードバックループを用いている。即ち、減算器４３を用いてパルス再生信号からＩＩＲ積分器４２の出力を減じている。ＩＩＲ積分器４２の入力は、パルス再生信号からＩＩＲ積分器出力を減じた値である。即ち、フィードバックループを構成している。ＩＩＲ積分器４２の出力は、パルス再生信号の平均値、即ち、再生信号のゼロレベルに漸近していくので、このフィードバックループの出力からは不要な直流成分が概ね除去されている。

図１１中でインターポレータ３８及びデシメータ３９の使用の有無、或いは図１２中でインターポレータ３８及びデシメータ３９の設定は、光ディスクドライブの動作を制御するファームウェアによって設定される。これら要素の設定のパターンは、再生倍速に応じて予め決定しておけば良い。しかし、図１４に示した例のように、再生速度を検出して自動的にこれらの設定を行うことも可能である。即ち、チャネルクロックは、タイミングディテクター３５から出力されているので、制御器４５はチャネルクロック周波数から再生倍速を検出する。そして、当該再生倍速に応じたインターポレータ及びデシメータの設定を行う。また、回転速度一定モードで再生している場合には、再生している箇所のディスク上の半径によって再生速度が異なるから、時間の経過と共に再生速度も変化して行く。この時、ディスクのスパイラルの向きによって再生速度が速くなっていく場合と遅くなっていく場合がある。制御器４５は、再生速度の変化も検出し、特に、時間経過と共に再生速度が速くなっていく場合に復号系に供給される再生信号がアンダーサンプル状態になるのを回避する。

図１４では、制御器４５が設定を行う対象がインターポレータ３８とデシメータ３９のみであるように表記されている。しかし、これは図の煩雑化を防ぐために省略した表記であり、実際には、制御器４５は、インターポレータ３８とデシメータ３９、それぞれの設定に対応して逓倍器４０と分周器４１に対しても設定を行う。また、上記の説明は、図１２に示した構成に対して制御器を追加した場合のものであるが、図１１に示した構成に対しても同様に制御器を追加可能であることは明らかである。

本発明は、光ディスクドライブ全般に適用可能である。

本発明による光ディスクドライブの一形態を示す図。 レーザの高周波重畳発光の様子を説明する図。 パルス再生信号を説明する図。 パルス再生信号のスペクトルを示す図。 従来技術による光ディスクドライブの構成例を示す図。 ＡＤ変換器を用いてパルス再生信号を連続信号に変換する様子を説明する図。 非同期ヴィタビ復号器を用いた光ディスクドライブの構成例を示す図。 連続インターポレータを用いた光ディスクドライブの構成例を示す図。 ＡＤ変換器出力をシリアル信号に変換してから統合ＬＳＩの間の信号伝送を行う場合を説明する図。 ＡＤ変換器出力をシリアル信号に変換してから統合ＬＳＩの間の信号伝送を行う際にＡＤ変換器の駆動クロックが変調周波数と異なる場合を説明する図。 インターポレータ及びデシメータを用いてチャネルクロックと変調周波数の相違を緩和した光ディスクドライブの構成例を示す図。 インターポレータ及びデシメータを用いてチャネルクロックと変調周波数の相違を緩和した別の光ディスクドライブの構成例を示す図。 直流成分を除去する手段を有する光ディスクドライブの構成例を示した図。 インターポレータ及びデシメータを自動的に設定可能とした光ディスクドライブの構成例を示す図。

符号の説明

１：光ディスク、２：対物レンズ、３：１／４波長板、４：偏光ビームスプリッタ、５：コリメータレンズ、６：レーザダイオード、７：集束レンズ、８：フォトダイオード、１０：電流アンプ、１１：ＡＤ変換器、１２：ＤＡ変換器、１３：イコライザ、１４：レーザドライバ、１５：発振器、１６：可変遅延線、１７：低域通過フィルタ、２０：高域通過フィルタ、２１：アナログ等化器、２２：位相比較器、２３：ループフィルタ、２４：電圧制御発振器、２５：ヴィタビ復号器、３０：スイッチャー、３１：セレクター、３２：ＦＩＲイコライザ、３５：タイミングディテクター、３６：ターゲット生成器、３７：非同期ヴィタビ復号器、３８：インターポレータ、３９：デシメータ、４０：逓倍器、４１：分周器、４２：ＩＩＲ積分器、４３：減算器、４５：制御器、５１：連続インターポレータ、５２：フルデジタルＰＬＬ回路、５３：同期型ヴィタビデコーダ、６０：復号器、１０１：ＰＳ変換器、１０２：統合ＬＳＩ、１０３：サンプリングクロック源

Claims (8)

1. レーザ光源と、
   前記レーザ光源をパルス駆動する光源駆動部と、
   前記レーザ光源から発生されたレーザ光を光ディスクに照射する光学系と、
   前記レーザ光照射によって光ディスクから光学的に再生された情報を電気的なパルス再生信号に変換する手段と、
   前記パルス再生信号を標本化パルス再生信号に変換する手段と、
   前記標本化パルス再生信号から前記光ディスクに記録されているデータを復号する手段と
   を有することを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１に記載の光ディスク装置において、
   チャネルクロックに非同期なクロックで動作する非同期ヴィタビ復号器と、
   チャネルクロックの周波数と位相を前記標本化パルス再生信号から推定する手段と、
   前記チャネルクロックの位相の推定値を用いて前記非同期ヴィタビ復号器が用いるターゲットレベルを生成する手段と
   を有することを特徴とする光ディスク装置。
3. 請求項１に記載の光ディスク装置において、前記標本化パルス再生信号をアナログ信号に変換する過程を経ることなくチャネルクロックに同期した信号に変換する手段を有することを特徴とする光ディスク装置。
4. 請求項１に記載の光ディスク装置において、
   前記パルス再生信号の標本化周波数を変更する手段と、
   前記パルス再生信号のクロックを前記標本化周波数を変更したパルス再生信号の標本化速度に一致するように変更する手段と
   を有することを特徴とする光ディスク装置。
5. 請求項１に記載の光ディスク装置において、前記パルス再生信号に含まれる直流成分を除去する手段を有することを特徴とする光ディスク装置。
6. 請求項２に記載の光ディスク装置において、
   前記推定されたチャネルクロックに基づき、前記パルス再生信号の標本化周波数を変更する手段及び前記パルス再生信号のクロックを前記標本化周波数を変更したパルス再生信号の標本化速度に一致するように変更する手段を自動的に設定する手段と
   を有することを特徴とする光ディスク装置。
7. レーザ光源と、
   前記レーザ光源をパルス駆動する光源駆動部と、
   前記レーザ光源から発生させたレーザ光を光ディスクに照射する光学系と、
   前記光ディスクから反射されたレーザ光を受光する光検出器と、
   前記光検出器の出力を標本化及び量子化するＡＤ変換器と、
   前記ＡＤ変換器の出力をシリアルビット列に変換する手段と、
   前記シリアルビット列から前記光ディスクに記録されているデータを復号する手段と、
   前記シリアルビット列を前記データ復号手段に伝送する手段と
   を有することを特徴とする光ディスク装置。
8. 請求項７に記載の光ディスク装置において、前記ＡＤ変換器の動作クロックが前記光源駆動部の動作クロックに等しいことを特徴とする光ディスク装置。

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