(57)【要約】【課題】入力信号の急激なレベル変化を正確に検出できるレベル検出回路を提供する。【解決手段】レベル検出回路１５は、入力信号Ｖｉｎに任意の値を乗算する演算部２２と、演算部２２の演算結果を積分する積分回路２４と、積分回路２４の積分結果と入力信号Ｖｉｎとを比較し、入力値Ｖｉｎの信号レベル変化を検出する比較部とを具備する。【選択図】    図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力値に任意の値を乗算する乗算手段と、
前記乗算手段の乗算結果を積分する積分手段と、
前記積分手段の積分結果と、前記入力値とを比較し、該入力値の信号レベル変化を検出する比較手段と、
を具備することを特徴とするレベル検出回路。
【請求項２】
前記乗算手段は、ａ、ｂ、ｃを任意数として、前記入力値に”１／ａ−ｂ／ｃ”を乗算し、
前記積分手段は加算手段、及び該加算手段の加算結果に”１−１／ａ”を乗算する演算手段とを含み、該加算手段は前記乗算手段の乗算結果と前記演算手段の演算結果を加算することを特徴とする請求項１記載のレベル検出回路。
【請求項３】
前記入力値、ａ、ｂ、及びｃは２進数であって、
前記乗算手段に入力される前記入力値のビット数を調整する第１のビット調整手段と、
前記比較手段の比較において、前記積分結果と前記入力値のビット数を一致させるために、前記積分結果のビット数を調整する第２のビット調整手段と、
を更に具備することをことを特徴とする請求項２記載のレベル検出回路。
【請求項４】
入力信号の位相変化を検出する回路であって、
入力信号から該入力信号と同一の周期を有する基準正弦波を生成する正弦波生成手段と、
前記入力信号に前記基準正弦波を乗算し、該乗算値を積分して第１の積分結果を提供する第１の積分手段と、
前記第１の積分結果に任意の値を乗算し、乗算結果を提供する乗算手段と、
前記乗算結果を積分し、第２の積分結果を提供する第２の積分手段と、
前記第１の積分結果と前記第２の積分結果を比較することで、前記第１の積分結果のレベル変化を、前記入力信号の位相変化として検出する比較手段と、
を具備することを特徴とする位相変化検出回路。
【請求項５】
前記乗算手段は、ａ、ｂ、ｃを任意数として、前記入力値に”１／ａ−ｂ／ｃ”を乗算し、
前記第２の積分手段は加算手段、及び該加算手段の加算結果に”１−１／ａ”を乗算する演算手段とを含み、該加算手段は前記乗算手段の乗算結果と前記演算手段の演算結果を加算することを特徴とする請求項４記載の位相変化点検出回路。
【請求項６】
前記入力信号、ａ、ｂ、及びｃは２進数であって、
前記乗算手段に入力される前記入力信号のビット数を調整する第１のビット調整手段と、
前記比較手段の比較において、前記第２の積分結果と前記入力信号のビット数を一致させるために、前記第２の積分結果のビット数を調整する第２のビット調整手段と、
を更に具備することをことを特徴とする請求項５記載のレベル検出回路。
【請求項７】
アドレス信号により変調されたウォーブルが形成された光ディスクのトラックの反射光からウォーブル信号を生成するウォーブル信号生成手段と、
前記ウォーブル信号から該ウォーブル信号と同一の周期を有する基準正弦波を生成する正弦波生成手段と、
前記ウォーブル信号に前記基準正弦波を乗算し、該乗算値を積分して第１の積分結果を提供する第１の積分手段と、
前記第１の積分結果のレベル変化を、前記ウォーブル信号の位相変化として検出するレベル検出手段と、
前記位相変化が検出されたタイミングに応答して、前記ウォーブル信号から前記アドレス信号を抽出するアドレス抽出手段とを具備し、
前記レベル検出手段は、
前記第１の積分結果に任意の値を乗算し、乗算結果を提供する乗算手段と、
前記乗算結果を積分し、第２の積分結果を提供する第２の積分手段と、
前記第１の積分結果と前記第２の積分結果を比較し、前記第１の積分結果の信号レベル変化を検出する比較手段と、
を具備することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項８】
前記乗算手段は、ａ、ｂ、及びｃを任意数として、前記入力信号に”１／ａ−ｂ／ｃ”を乗算し、
前記第２の積分手段は、加算手段及び該加算手段の加算結果に”１−１／ａ”を乗算する演算手段とを含み、該加算手段は前記乗算手段の乗算結果と前記演算手段の演算結果を加算することを特徴とする請求項７記載の光ディスク装置。
【請求項９】
前記入力信号、ａ、ｂ、及びｃは２進数であって、
前記乗算手段に入力される前記入力信号のビット数を調整する第１のビット調整手段と、
前記比較手段の比較において、前記第２の積分結果と前記入力信号のビット数を一致させるために、前記第２の積分結果のビット数を調整する第２のビット調整手段と、
を更に具備することをことを特徴とする請求項８記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は情報再生信号における位相変化点を検出する回路に使用されるレベル検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
信号レベルを検出する回路として、下記特許文献１には映像信号レベルを検出する回路が開示されている。この文献では、映像信号をペデスタルクランプ回路でクランプした後に反転し、反転した信号をダイオードにより検波することにより、映像信号から同期信号のみが抽出される。この同期信号をコンデンサで平滑した後に増幅し、増幅した信号のレベルがコンパレータにより基準電圧と比較される。この比較から映像信号レベルが所定レベルか判断される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−４４５７号（第４頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
例えば光ディスク装置では、一定周期及び一定振幅でレベル変化する情報再生信号の位相変化点を検知するために、該再生信号の急激なレベル変化を検出する必要がある。このような場合、例えば入力信号レベルが外来ノイズ等により増加し続けた後に目的のレベル変化が生じたときなどは、従来は上記文献のように、比較のための基準電圧が固定値であるため、目的のレベル変化を検出することができない場合がある。
【０００５】
従って本発明は、入力信号におけるレベル変化を確実に検出できるレベル検出回路を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のレベル検出回路は、入力値に任意の値を乗算する乗算手段と、前記乗算手段の乗算結果を積分する積分手段と、前記積分手段の積分結果と、前記入力値とを比較し、該入力値の信号レベル変化を検出する比較手段とを具備する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【０００８】
図１は本発明が適用される光ディスク記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【０００９】
記録媒体としての光ディスク６１の表面には、例えばスパイラル状にトラックが形成されており、ディスク６１はスピンドルモータ６３によって回転駆動される。
【００１０】
光ディスク６１に対する情報の記録、再生は、光ピックアップヘッド（以下ＰＵＨと記載）６５によって行われる。ＰＵＨ６５は、スレッドモータ６６とギアを介して連結されており、このスレッドモータ６６はスレッドモータ制御回路６８により制御される。
【００１１】
スレッドモータ制御回路６８に速度検出回路６９が接続され、この速度検出回路６９により検出されるＰＵＨ６５の速度信号がスレッドモータ制御回路６８に送られる。スレッドモータ６６の固定部に、図示しない永久磁石が設けられており、駆動コイル６７がスレッドモータ制御回路６８によって励磁されることにより、ＰＵＨ６５が光ディスク６１の半径方向に移動する。
【００１２】
ＰＵＨ６５には、図示しないワイヤ或いは板バネによって支持された対物レンズ７０が設けられる。対物レンズ７０は駆動コイル７１の駆動によりフォーカシング方向（レンズの光軸方向）への移動が可能で、又駆動コイル７２の駆動によりトラッキング方向（レンズの光軸と直交する方向）への移動が可能である。
【００１３】
レーザ制御回路７３内のレーザ駆動回路７５により、半導体レーザダイオード７９からレーザ光が発せられる。半導体レーザダイオード７９から発せられるレーザ光は、コリメータレンズ８０、ハーフプリズム８１、対物レンズ７０を介して光ディスク６１上に照射される。光ディスク６１からの反射光は、対物レンズ７０、ハーフプリズム８１、集光レンズ８２、およびシリンドリカルレンズ８３を介して、光検出器８４に導かれる。
【００１４】
光検出器８４は、例えば４分割の光検出セルから成り、これら光検出セルの検知信号はＲＦアンプ８５に出力される。ＲＦアンプ８５は光検知セルからの信号を処理し、ジャストフォーカスからの誤差を示すフォーカスエラー信号ＦＥ、レーザ光のビームスポット中心とトラック中心との誤差を示すトラッキングエラー信号ＴＥ、トラックの振動（ｗｏｂｂｌｅ）を示すウォーブル信号ＷＢ（後述される）、及び４つの光検知セルの信号値の総和を示すＲＦ信号を生成する。
【００１５】
フォーカシング制御回路８７はフォーカスエラー信号ＦＥに応じてフォーカス駆動信号を生成する。フォーカス駆動信号はフォーカシング方向の駆動コイル７１に供給される。これにより、レーザ光が光ディスク６１の記録膜上に常時ジャストフォーカスとなるフォーカスサーボが行われる。
【００１６】
トラッキング制御回路８８はトラッキングエラー信号ＴＥに応じてトラック駆動信号を生成する。トラッキング制御回路８８から出力されるトラック駆動信号は、トラッキング方向の駆動コイル７２に供給される。これによりレーザ光が光ディスク６１上に形成されたトラック上を常にトレースするトラッキングサーボが行われる。
【００１７】
上記フォーカスサーボおよびトラッキングサーボがなされることで、光検出器８４の各光検出セルの出力信号の和信号であるＲＦ信号には、記録情報に対応して光ディスク６１のトラック上に形成されたピットあるいは記録マークからの反射光の変化が反映される。この信号は、データ再生回路７８に供給される。データ再生回路７８は、ＰＬＬ回路７６からの再生用クロック信号に基づき、記録データを再生する。
【００１８】
モータ制御回路６４、スレッドモータ制御回路６８、レーザ制御回路７３、ＰＬＬ回路７６、データ再生回路７８、フォーカシング制御回路８７、トラッキング制御回路８８、エラー訂正回路６２等は、バス８９を介してＣＰＵ９０によって制御される。ＣＰＵ９０はインターフェース回路９３を介してホスト装置９４から提供される動作コマンドに従って、この記録再生装置を総合的に制御する。又ＣＰＵ９０は、ＲＡＭ９１を作業エリアとして使用し、ＲＯＭ９２に記録された本発明に係るプログラムに従って所定の制御動作を行う。
【００１９】
光検出器８４の各セルの出力を加算したした信号を和信号、減算した信号を差信号と呼ぶ。特に、上記ＲＦ信号はユーザー情報（ユーザーが作成あるいは指定したコンテンツ）等の高周波情報が付加された和信号である。図２に４分割された光検出器８４の例を示す。４つのセルの出力信号すべてを加算した信号が和信号ＲＦ、２つのセルの出力信号を加算した後に加算信号どうしを減算した結果が差信号である。
【００２０】
ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒのように、ユーザー情報を記録可能な光ディスクは、透明基板上の情報記録層における情報記録エリアに、グルーブと呼ばれる案内溝を有している。案内溝はトラックとよばれ、情報の記録再生はこのトラックに沿って行われる。トラックは図３に示すように内側から外側まで連続してつながるスパイラル型と、図示はしないが複数の同心円から形成される同心円型がある。
【００２１】
図４にトラックの拡大図を示す。トラックは情報記録層の凹凸によって形成されており、片側をグルーブ、もう一方をランドと呼ぶ。例えばＤＶＤ−ＲＡＭあるいは次世代の記録可能光ディスクでは、このランドとグルーブの両方に情報を記録マークとして形成することで、半径方向の密度を高めている。
【００２２】
図５（ａ）にトラックを上から見た図を示す。本発明に係る光ディスクのトラックは、ラジアル方向にわずかに蛇行している。このようなトラックをウォブルトラックと呼ぶ。このウォブルトラックに沿って、集光されたビームスポットを走査していくと、ウォブルの周波数はトラッキングサーボ信号の帯域に比べ高い周波数であるため、ビームスポットはウォブルトラックの中心をほぼ直進する。このとき、図５（ｂ）のように和信号はほとんど変化せず、図５（ｃ）のように半径方向の差信号のみがウォブルにあわせて変化する。このように記録可能な光ディスクの場合、この差信号はトラックのウォーブルを反映しているので、ここではウォーブル信号ＷＢと呼ぶことにする。ウォブル信号は、スピンドルの回転周波数の調整や、記録クロックのリファレンス、物理アドレス情報として利用される。
【００２３】
記録可能な光ディスクでは、このウォブルを変調することによって、光ディスクの情報記録領域における物理的な位置を示す物理アドレス情報を記録することができる。すなわち、トラックに付与するウォブルを図６（ａ）、６（ｂ）に示すような、周波数変調もしくは、位相変調することによって、物理アドレス情報を記録する。図６（ａ）、６（ｂ）に示す信号は共に、例えば”１”、”０”、”１”、”０”を示す。
アドレス生成回路８６は、ウォーブル信号ＷＢを処理することにより、光ディスク６１上のレーザビームが照射されている個所の位置を示す物理アドレス情報を読み出し、ＣＰＵ９０に出力する。ＣＰＵ９０はこのアドレス情報を元に、所望の位置に記録されたユーザー情報等の情報を読み出したり、所望の位置にユーザー情報等の情報を記録する。
図７はアドレス生成回路８６の構成を示すブロック図である。
【００２４】
アドレス生成回路８６はＡ／Ｄ変換器１１、積分器１２、Ｄ／Ａ変換器１３、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１４、レベル検出回路１５、アドレス情報処理回路１６を含む。又、アドレス生成回路８６は図８に示すようなウォーブル信号ＷＢが入力されたとき、位相変化部分ＰＩＷを検出し、その後の信号に含まれているアドレス情報を抽出する回路である。このウォーブル信号は、一定周期及び一定振幅の連続する正弦波の後、２周期だけ位相が１８０°反転した信号ＰＩＷが挿入された信号である。信号ＰＩＷの例えば１周期後の時点Ｔａから、ウォーブル信号ＷＢには図６のようなアドレス信号が含まれている。反転信号ＰＩＷは、アドレス信号を抽出するためのトリガーとして用いられる。
【００２５】
図９のように、Ａ／Ｄ変換器１１はウォーブル信号ＷＢをＶＣＯ１４から入力されるサンプリングクロックに基づいて、デジタル化ウォーブル信号ＤＷＢに変換する。この例でＡ／Ｄ変換器１１は、ウォーブル信号１周期の１／８の周期でウォーブル信号ＷＢサンプリングしている。従ってウォーブル信号ＤＷＢは２の補数（正負の符号を有する２進数）である。
【００２６】
積分器１２はウォーブル信号ＤＷＢから積分信号ＶＩＴを生成する。図１０はこの様子を示す波形図である。積分器１２はウォーブル入力ＤＷＢに、ｓｉｎ波を乗算し、乗算結果を積分することにより、積分信号ＶＩＴを生成する。このｓｉｎ波はウォーブル信号ＷＢと同一の周期を有し振幅１の基本波をデジタル化した信号である。この基本波はＰＬＬ制御回路７６から得られる信号である。Ｄ／Ａ変換器１３に入力される信号は、信号ＶＩＴとほぼ同一であるが、Ｄ／Ａ変換器１３の入出力特性に合わせて信号ＶＩＴを修正した信号である。
【００２７】
レベル検出回路１５は積分信号ＶＩＴの急激なレベル変化点、すなわちウォーブル信号ＷＢの位相変化部分である１８０°位相が反転された信号ＰＩＷを検出する。図１１はレベル検出回路１５の構成例を示すブロック図である。レベル検出回路１５は比較信号生成部２０及び比較部２７を含む。比較信号生成部２０はｂｉｔ調整部２１、演算部２２、ｂｉｔ調整部２３、積分回路２４、ｂｉｔ調整部２５を含む。
【００２８】
以下、積分信号ＶＩＴを振幅Ｖｉｎの入力信号として、比較信号生成部２０の動作を説明する。比較信号生成部２０は入力信号Ｖｉｎのｎ倍の値を積分し、その積分値を比較信号（５）として出力する。
【００２９】
ｂｉｔ調整部２１は後段の演算処理における演算精度向上のためのｂｉｔ拡張、すなわち入力信号Ｖｉｎのビット数を増加する。入力信号Ｖｉｎがプラスの場合、ｂｉｔ調整部２１は最上位ビットに”０”を付加する。入力信号Ｖｉｎがマイナスの場合、ｂｉｔ調整部２１は最上位ビットに”１”を付加する。ｂｉｔ調整部２１により入力信号Ｖｉｎのビット数は変化するが、実質的な数値の変化はない。従ってビット調整部２１の出力信号（１）はＶｉｎである。
【００３０】
演算部２２は入力される信号（１）に”１／ａ−ｂ／ｃ”を乗算する。”１／ａ”は後段の積分回路２４の出力積分値が入力信号を超えないよう調整するための値である。”ｂ”、”ｃ”は上記ｎ倍の値ｎを設定するための任意数である。ａ、ｂ、ｃは例えば各々２の累乗の値であって、入力信号Ｖｉｎの特性から実験的に求められる値である。演算部２２の出力信号（２）は以下のようになる。
【００３１】
Ｖｉｎ（１／ａ−ｂ／ｃ）…（２）
ｂｉｔ調整部２３は”１／ａ−ｂ／ｃ”の乗算でオーバーフロー（桁上がり）が生じたときなどに、その乗算結果を簡単化するために、必要に応じてｂｉｔ削除を行う。従ってビット調整部２１の出力信号（３）は以下のように実質的に（２）と同様である。
【００３２】
Ｖｉｎ（１／ａ−ｂ／ｃ）…（３）
積分回路２４は加算器２４ａ及び演算部２４ｂを含む。演算部２４ｂは加算器２４ａの出力信号に”１−１／ａ”を乗算する。加算器２４ａは信号（３）と演算部２４ｂの乗算結果（４’）を加算する。加算部２４ａの加算結果、すなわち出力信号（４）は、演算をする毎に例えば以下のように変化する。
【００３３】
最初  ：Ｖｉｎ（１／ａ−ｂ／ｃ）
２度目：Ｖｉｎ（１／ａ−ｂ／ｃ）｛（１−１／ａ）＋１｝
３度目：Ｖｉｎ（１／ａ−ｂ／ｃ）｛（１−１／ａ）２＋（１−１／ａ）＋１｝
従って、加算器２４ａの加算結果、すなわち積分回路２４の出力信号（４）は以下のようになる。
【００３４】
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ｂｉｔ調整部２５は後段の比較部２７による比較処理における２つの入力信号の桁合わせをするためにｂｉｔ切り捨て処理を行う。つまりｂｉｔ調整部２５はｂｉｔ調整部２１により増加されたビット数を入力信号Ｖｉｎと同一のビット数に戻す。従ってビット調整部２５の出力信号（５）は以下のように信号（４）と同様である。
【００３５】
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比較部２７は積分波形の入力信号Ｖｉｎとｂｉｔ調整部２５の出力信号（５）とを比較し、図１２のように比較結果として出力信号Ｖｏｕｔを出力する。この出力信号Ｖｏｕｔは図７の信号ＶＬＤである。ＶＬＤの出力タイミング（Ｈレベル期間）は、この例において入力信号Ｖｉｎが比較レベル（５）を下回った期間である。この期間は図９又は図８のウォーブル信号ＷＢの位相が１８０°反転した１周期信号ＰＩＷのタイミングに対応する。このように、信号ＶＬＤを基にウォーブル信号ＷＢの位相変化点が分かる。
【００３６】
図１３は上記の定数ａを１６、ｃを６４に設定し、ｂを１６から１２８まで変化させた時の倍数ｎの値を示す。尚、ｂは１から８までの整数をそれぞれ１６倍した値である。ここで倍数ｎは積分回路２４による複数回の積分演算の収束値である。
【００３７】
つまり比較信号生成部２０は、入力信号Ｖｉｎに倍数ｎを乗算した値の積分値を比較信号（５）として出力する。尚、図１のようなディスクドライブシステムに実際に適用される定数ａ、ｂ、ｃの値は、前述したように、それぞれのシステムの特性に合わせて最適な値に決定される。
【００３８】
図１４はレベル検出回路１５によるレベル検出の様子を示し、ＶＩＴが２の補数の場合のタイミング例である。図１３の”ｂ”、”ｃ”を調整することにより、入力信号のｎ倍（３／４倍〜−１倍）の比較信号レベルが生成される。図１４では０倍（０レベル）を選択した場合の積分比較信号を示している。入力信号が０以下になったとき比較結果（ＶＬＤ）が”１”となるタイミング例である。
【００３９】
以上説明したように本実施形態によれば以下の効果が得られる。
【００４０】
（１）  入力信号のｎ倍の値を積分した比較信号によるレベル検出のため、入力信号に追随した正しい信号レベルの検出が可能。
【００４１】
（２）  積和演算を用いることにより、ノイズ等の外乱の影響を低減した比較信号生成が可能。
【００４２】
（３）  比較信号生成時にｂｉｔを増やすことにより、より高精度なｎ倍演算が可能。
【００４３】
（４）  比較信号は、入力信号に対しプラス・マイナスどちらでも生成可能。
【００４４】
（５）  入力信号は、絶対値、２の補数のどちらでも可（符号の有無には無関係）。
【００４５】
図７の説明に戻り、アドレス情報処理部１６は信号ＶＬＤの立ち上がりから、例えばウォーブル信号ＷＢの１周期後、ウォーブル信号ＷＢからアドレス信号を復調し、該アドレス信号をＣＰＵ９０へ転送する。
【００４６】
【発明の効果】
情報再生信号におけるレベル変化を確実に検出できるレベル検出回路が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される光ディスク記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】４分割された光検出器の一例を示す図である。
【図３】光ディスク上に形成されたトラックの構造を示す図である。
【図４】トラックの拡大図を示す。
【図５】トラック及びその再生信号を示す図である。
【図６】トラックに付与するウォブルの変調波形を示す図である。
【図７】アドレス生成回路８６の構成を示すブロック図である。
【図８】アドレス生成回路８６が検出する波形を示す図である。
【図９】Ａ／Ｄ変換器１１によるウォーブル信号のデジタル化を示す図である。
【図１０】積分器１２の積分処理を示す図である。
【図１１】レベル検出回路１５の構成例を示すブロック図である。
【図１２】比較部２７の比較処理を示す図である。
【図１３】定数ａを１６、ｃを６４に設定し、ｂを１６から１２８まで変化させた時の倍数ｎの値を示す図である。
【図１４】レベル検出回路１５によるレベル検出の様子を示す図である。
【符号の説明】
６１…光ディスク、６３…スピンドルモータ、７０…対物レンズ、７１、７２…レンズ駆動コイル、７９…レーザーダイオード、８０…コリメータレンズ、８１…ハーフプリズム、８２…集光レンズ、８３…シリンドリカルレンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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