(57)【要約】【課題】  アドレス情報などのデジタル情報をＭＳＫ変調とＳＴＷ変調してウォブルに埋め込んだディスクから得られるウォブル信号からデジタル情報を容易な手段で取り出す。【解決手段】  ハイパスフィルタ７３ａ，７３ｂと、ＡＧＣ回路７４ａ，７４ｂと、ＡＧＣ回路７４ａ出力とＡＧＣ回路７４ｂ出力の差をとるゲイン設定可能な差動アンプ７６と、ローパスフィルタ７７と、ハイパスフィルタ７９とで、ウォブル信号を生成する機能を有する。ウォブル信号が、スルーレートリミッタ回路８１への入力が一定になるように振幅調整するＡＧＣ回路７８を有する。振幅調整されたウォブル信号から変調成分を取り出すスルーレートリミッタ回路８１と、スルーレートリミッタ回路８１の出力からＤＣ成分を取り出すローパスフィルタ回路８２又はエンベロープ抽出回路を有し、この出力値を読みとり、２値化回路８３ａ，８３ｂにより２値化された信号をデコーダ回路８４に入力する。【選択図】  図７
2007042201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル情報をＳＴＷ変調して光ディスクのウォブルに埋め込み、該ウォブルに埋め込まれた前記デジタル情報をウォブル信号から再生する光ディスク装置において、
前記ＳＴＷ変調された信号が、特定周波数のコサイン波とサイン波を用いて、該コサイン波及びサイン波を特定の振幅比で、被変調のデジタル信号に応じて、加算又は減算して得られる向きの異なった鋸波状の変調信号であり、前記ウォブル信号から変調成分を取り出すスルーレートリミッタ回路と、
該スルーレートリミッタ回路の出力信号から平均値あるいはエンベロープを抽出する抽出回路と、
該抽出回路の出力信号から２値化信号を得る２値化回路と
を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記スルーレートリミッタ回路は、入力信号周波数、振幅に合わせ、所定の制限値に、立ち上がり、立ち下がり速度を制限するものであることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記スルーレートリミッタ回路への入力信号の振幅が変動しないように、該スルーレートリミッタ回路の前段に、前記入力信号の振幅を一定にしておく機能を有するＡＧＣ回路を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ディスク装置。
【請求項４】
正側のスライスレベルと負側のスライスレベルとを別に有する、向きの異なったＳＴＷ変調波形と、ＳＴＷ変調されていない通常波形との３つの波形を判定する判定手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記デジタル情報をＭＳＫ変調して前記ＳＴＷ変調とともに光ディスクのウォブルに埋め込み、前記ＭＳＫ変調された信号である、特定周波数の第１のコサイン波をキャリア信号とし、該キャリア信号と異なる周波数の第２のコサイン波と、前記第１のコサイン波の反転信号と、前記第２のコサイン波の反転信号を用いて、位相が連続するように組み合わせた信号と、前記キャリア信号の周波数信号とで、デジタル信号を変調した信号から、ＭＳＫ変調領域を検出するために、前記ウォブル信号のキャリア周波数を通過させるバンドパスフィルタ回路と、該バンドパスフィルタ回路を通過した信号のエンベロープを検出するエンベロープ検出回路と、該エンベロープ検出回路の出力を２値化する２値化回路とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項６】
前記２値化回路の判定レベルにヒステリシスを持たせた機能を有することを特徴とする請求項５に記載の光ディスク装置。
【請求項７】
前記スルーレートリミッタ回路の出力を積分した信号を出力する積分回路と、該積分回路を前記ＭＳＫ変調の検出タイミングでリセットするリセット回路とを有し、該リセット回路におけるリセット後の前記積分器の出力をスライスレベルとして、リセット前の信号を２値化することを特徴とする請求項５に記載の光ディスク装置。
【請求項８】
デジタル情報をＳＴＷ変調して光ディスクのウォブルに埋め込み、該ウォブルに埋め込まれた前記デジタル情報をウォブル信号として再生する光ディスク再生方法において、
前記ＳＴＷ変調された信号が、特定周波数のコサイン波とサイン波を用いて、該コサイン波及びサイン波を特定の振幅比で、被変調のデジタル信号に応じて、加算又は減算して得られる向きの異なった鋸波状の変調信号であり、前記ＳＴＷ変調された領域の前記ウォブル信号から、スルーレートリミッタ回路を用いて変調成分を取り出すステップと、
前記スルーレートリミッタ回路の出力信号から、フィルタ回路を用いて平均値を抽出するステップあるいはエンベロープディテクタを用いてエンベロープを抽出するステップと、
前記フィルタ回路の出力信号から、２値化回路を用いて２値化信号を得るステップと
を有することを特徴とする光ディスクのウォブル再生方法。
【請求項９】
前記デジタル情報をＭＳＫ変調して前記ＳＴＷ変調とともに光ディスクのウォブルに埋め込み、前記ＭＳＫ変調された信号である、特定周波数の第１のコサイン波をキャリア信号とし、該キャリア信号と異なる周波数の第２のコサイン波と、前記第１のコサイン波の反転信号と、前記第２のコサイン波の反転信号を用いて、位相が連続するように組み合わせた信号と、前記キャリア信号の周波数信号とで、デジタル信号を変調した信号から、ＭＳＫ変調領域を検出するために、バンドパスフィルタ回路を用いて前記ウォブル信号のキャリア周波数を通過させるステップと、前記バンドパスフィルタ回路を通過した信号のエンベロープを、エンベロープ検出回路を用いて検出するステップと、前記エンベロープ検出回路の出力を、２値化回路を用いて２値化するステップとを有することを特徴とする請求項８に記載の光ディスクのウォブル再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置及び光ディスクのウォブル再生方法に関し、より詳細には、記録可能な光ディスクに記録されているウォブル（ｗｏｂｂｌｅ）信号に埋め込まれたアドレス情報などのデジタル情報を再生する光ディスク装置及び光ディスクのウォブル再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＣＤやＤＶＤのような再生専用の光ディスクの他に、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ／Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＨＤ  ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ、ＢＤ−ＲＥ、ＢＤ−Ｒなどの記録可能な光ディスクがある。これらの記録可能な光ディスクには、記録トラックとして、渦巻き状の溝が刻まれており、溝はわずかに正弦波状に蛇行（ウォブリング）している。これをウォブル（ｗｏｂｂｌｅ）という。
【０００３】
この蛇行したトラックを光ピックアップで走査すると、左右（内周側と外周側）に分割されたディテクタへの戻り光量がウォブルにより変化する。この左右ディテクタの光量差を引き算して得られるプッシュプル信号は、ウォブル信号ともいわれる。このウォブルには、記録装置で正しい位置に書き込めるよう、ディスク上の絶対位置を示すアドレス情報が変調して埋め込まれている。
【０００４】
このアドレスを埋め込む変調方式として、基本周波数に対してＦＭ変調や部分的にＰＳＫ変調して埋め込む方法がよく知られているが、以下に説明する２つの変調方法を用いて、アドレス情報を変調する方式が提案されている。その１つの変調方式は、図１に示すようなＭＳＫ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ；最小シフトキーイング）変調方式で、この図１には、ＭＳＫ部前後の波形が示されている。また、もう１つの変調方式は、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すようなＳＴＷ（Ｓａｗ  Ｔｏｏｔｈ  Ｗｏｂｂｌｅ）変調方式で、被変調情報により波形が異なる。
【０００５】
ディスク上ではウォブルの１周期を基準とするキャリヤ信号を所定周期連続したブロックをユニットとして構成し、このユニット内にデジタル情報に変換されたアドレス情報がＭＳＫ変調されて埋め込まれた領域と、同デジタル情報がＳＴＷ変調されている別の領域が設けられている。
【０００６】
ＭＳＫ変調を用いる方式では、ウォブルの基準キャリア周期を単位とした、ユニット内の特定位置に特定幅で、ＭＳＫ変調の領域を埋め込むことであり、同期位置に相当するユニットの先頭と、その後、被変調情報に基づき、特定周期後にＭＳＫ変調領域を埋め込む方式である。
【０００７】
一方、ＳＴＷ変調による方式は、ユニット内のＭＳＫ変調部とは別の領域に、周波数はＭＳＫ部の基準キャリアと同じ周期の信号であるが、被変調デジタル情報に基づき、正弦波状の蛇行に比べ、ディスク内周側に急峻に傾斜し、外周側に緩い傾斜で戻る形状（以下、ＳＴＷ０という）と、内周側に緩い傾斜でうねり、外周側に急峻な傾斜で戻る形状（以下、ＳＴＷ１という）のどちらかをユニット内で連続させる変調方式である。
【０００８】
このＳＴＷ変調による方式では、ウォブル形状あるいはそれから得られるウォブル信号が鋸の歯形に似ているので、ＳＴＷ（Sａｗ  Tｏｏｔｈ  Ｗｏｂｂｌｅ）といわれている。一例としてＢｌｕ−ｒａｙディスク規格にある方式では、図１のようなｃｏｓ（ｗｔ）…以降、ｗは角速度、ｔは時間、…ｃｏｓ（１．５ｗｔ）、−ｃｏｓ（ｗｔ）、−ｃｏｓ（１．５ｗｔ）、ｃｏｓ（ｗｔ）と続く波形がＭＳＫ変調である（ＭＳＫ変調部をＭＳＫマークともいう）。次に、基本波となるｃｏｓ（ｗｔ）信号に対し、（１／４）ｓｉｎ（２ｗｔ）を加算、減算して得られる波形がＳＴＷである。ｃｏｓ（ｗｔ）＋（１／４）ｓｉｎ（２ｗｔ）が緩やかな傾斜の後、急峻に戻る波形で、”１”（ＳＴＷ１）を示し、ｃｏｓ（ｗｔ）−（１／４）ｓｉｎ（２ｗｔ）が急峻な傾斜のあと緩やかに戻る波形で、”０”（ＳＴＷ０）を示すようになっている。
【０００９】
図３に示すように、５６個のウォブル周期が１ユニットとなっており、”１”、”０”を表すユニットでは、前の１８個のウォブルは、ＭＳＫマークかモノトーン（ＳＴＷではなくｃｏｓ（ｗｔ）波形）で、後ろの３８ウォブルに、２種類のどちらかのＳＴＷが存在している。ＭＳＫマークの挿入位置とＳＴＷ０，ＳＴＷ１の組み合わせでデジタル情報を表し、そのデジタル情報をデコードして、ディスク上の最小単位のアドレスを指し示す。実際は、図３に示すように、０／１情報以外にモノトーンユニット、リファレンスユニットや同期用の４種類のユニットが存在しているが、モノトーンユニット、リファレンスユニットは、ＭＳＫマークがユニット先頭にしかない。同期用ユニットは、ＭＳＫマークが先頭以外に２つあり、挿入位置を変えることで区別しているため、ＭＳＫマークが検出できれば容易に識別できる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１２３２４９号公報
【特許文献２】特開２００３−２２３７２２号公報
【特許文献３】特開２００４−２２７６２５号公報
【特許文献４】国際公開ＷＯ０３／０９８７９８号公報
【非特許文献１】「解体新書次世代光ディスク」第６６頁（日経ＢＰ社、２００３年１０月７日発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来、ＭＳＫ変調された領域の検出や、”１”を示すＳＴＷか、”０”を示すＳＴＷかを判別する方式が、非特許文献１や特許文献１及び２などに提案されている。
【００１２】
図４は、従来のヘテロダイン方式により復調回路のブロック図で、この復調回路は、ＭＳＫ変調及びＳＴＷ変調された信号と、その信号が位相比較器４２と発振器４３と１／２分周器４４と位相調整器４５ａ，４５ｂを介して位相調整された信号とが、それぞれ乗算器４１ａ，４１ｂに入力され、この乗算器４１ａ，４１ｂの出力を積分器４６ａ，４６ｂにより積分され、サンプルホールド回路４７ａ，４７ｂを介して２値化回路４８ａ，４８ｂにより２値化され、ＭＳＫマーク、ＳＴＷ０及びＳＴＷ１がデコーダ回路４９に入力されるように構成されている。
【００１３】
しかしながら、図４に示すような従来の方式では、ＭＳＫマーク検出にはウォブル周波数の信号を位相調整して、入力のウォブル信号と乗算し、さらに、乗算器の出力を積分して２値化する必要があり、また、ＳＴＷ検波にはウォブル周波数の信号や、その２倍の周波数の信号を位相調整して、入力のウォブル信号と乗算し、さらに、乗算器の出力を積分して２値化する必要があった。そのため、必要な周波数、位相の信号をつくるためのＰＬＬ回路と乗算回路など複雑な回路が必要であった。
【００１４】
また、特許文献３には、鋸歯上のウォブル（ＳＴＷ）が形成された光ディスクに対するデータの記録・再生を行なう光ディスク装置が開示されているが、ここでは微分回路を用いてその出力を２値化してパルスのＨＩＧＨ区間とＬＯＷ区間の長さの違いからＳＴＷの判別を行うが、微分回路を用いるのでノイズ成分を強調してしまい、単純には２値化がうまくできないため、複雑なノイズ対策回路が必要であるという問題があった。
【００１５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、アドレス情報などのデジタル情報をＭＳＫ変調とＳＴＷ変調してウォブルに埋め込んだ光ディスクから、該デジタル情報を容易な手段で取り出すようにした光ディスク装置及び光ディスクのウォブル再生方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、デジタル情報をＳＴＷ変調して光ディスクのウォブルに埋め込み、該ウォブルに埋め込まれた前記デジタル情報をウォブル信号から再生する光ディスク装置において、前記ＳＴＷ変調された信号が、特定周波数のコサイン波とサイン波を用いて、該コサイン波及びサイン波を特定の振幅比で、被変調のデジタル信号に応じて、加算又は減算して得られる向きの異なった鋸波状の変調信号であり、前記ウォブル信号から変調成分を取り出すスルーレートリミッタ回路と、該スルーレートリミッタ回路の出力信号から平均値あるいはエンベロープを抽出する抽出回路と、該抽出回路の出力信号から２値化信号を得る２値化回路とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記スルーレートリミッタ回路は、入力信号周波数、振幅に合わせ、所定の制限値に、立ち上がり、立ち下がり速度を制限するものであることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記スルーレートリミッタ回路への入力信号の振幅が変動しないように、該スルーレートリミッタ回路の前段に、前記入力信号の振幅を一定にしておく機能を有するＡＧＣ回路を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、正側のスライスレベルと負側のスライスレベルとを別に有する、向きの異なったＳＴＷ変調波形と、ＳＴＷ変調されていない通常波形との３つの波形を判定する判定手段を有することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記デジタル情報をＭＳＫ変調して前記ＳＴＷ変調とともに光ディスクのウォブルに埋め込み、前記ＭＳＫ変調された信号である、特定周波数の第１のコサイン波をキャリア信号とし、該キャリア信号と異なる周波数の第２のコサイン波と、前記第１のコサイン波の反転信号と、前記第２のコサイン波の反転信号を用いて、位相が連続するように組み合わせた信号と、前記キャリア信号の周波数信号とで、デジタル信号を変調した信号から、ＭＳＫ変調領域を検出するために、前記ウォブル信号のキャリア周波数を通過させるバンドパスフィルタ回路と、該バンドパスフィルタ回路を通過した信号のエンベロープを検出するエンベロープ検出回路と、該エンベロープ検出回路の出力を２値化する２値化回路とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記２値化回路の判定レベルにヒステリシスを持たせた機能を有することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記スルーレートリミッタ回路の出力を積分した信号を出力する積分回路と、該積分回路を前記ＭＳＫ変調の検出タイミングでリセットするリセット回路とを有し、該リセット回路におけるリセット後の前記積分器の出力をスライスレベルとして、リセット前の信号を２値化することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項８に記載の発明は、デジタル情報をＳＴＷ変調して光ディスクのウォブルに埋め込み、該ウォブルに埋め込まれた前記デジタル情報をウォブル信号として再生する光ディスク再生方法において、前記ＳＴＷ変調された信号が、特定周波数のコサイン波とサイン波を用いて、該コサイン波及びサイン波を特定の振幅比で、被変調のデジタル信号に応じて、加算又は減算して得られる向きの異なった鋸波状の変調信号であり、前記ＳＴＷ変調された領域の前記ウォブル信号から、スルーレートリミッタ回路を用いて変調成分を取り出すステップと、前記スルーレートリミッタ回路の出力信号から、フィルタ回路を用いて平均値を抽出するステップあるいはエンベロープディテクタを用いてエンベロープを抽出するステップと、前記フィルタ回路の出力信号から、２値化回路を用いて２値化信号を得るステップとを有することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記デジタル情報をＭＳＫ変調して前記ＳＴＷ変調とともに光ディスクのウォブルに埋め込み、前記ＭＳＫ変調された信号である、特定周波数の第１のコサイン波をキャリア信号とし、該キャリア信号と異なる周波数の第２のコサイン波と、前記第１のコサイン波の反転信号と、前記第２のコサイン波の反転信号を用いて、位相が連続するように組み合わせた信号と、前記キャリア信号の周波数信号とで、デジタル信号を変調した信号から、ＭＳＫ変調領域を検出するために、バンドパスフィルタ回路を用いて前記ウォブル信号のキャリア周波数を通過させるステップと、前記バンドパスフィルタ回路を通過した信号のエンベロープを、エンベロープ検出回路を用いて検出するステップと、前記エンベロープ検出回路の出力を、２値化回路を用いて２値化するステップとを有することを特徴とする。
【００２５】
本発明は、ディスク上のアドレスを表すデジタル情報を、大部分の基準周波数に対し、デジタル情報に応じて特定位置に、ＭＳＫ変調された周波数の異なる信号で埋め込み、その後に存在する、周波数がウォブルの基準周波数で、鋸歯の形をして向きの違うＳＴＷ１とＳＴＷ０を使いわけて変調されたウォブルをもつ光ディスクに対して、記録又は再生を行う光ディスク装置で、光ディスクのトラックに沿ってレーザ光をあてて、その反射レーザ光を受光し、電気信号として取り出す光ピックアップと、この光ピックアップから出力される信号からウォブル信号を取り出すウォブル信号抽出手段と、スルーレートリミッタ回路によるＳＴＷ形状を検出する回路と、その出力から平均値（ＤＣレベル）を取り出す回路と、その出力からＳＴＷ１かＳＴＷ０かを判定して２値データで出力する回路と、ウォブルの基準周波数を通すバンドパスフィルタと、その出力のエンベロープを検出する回路と、エンベロープ信号からＭＳＫマークを検出する２値化回路とを有することを特徴とし、ウォブルに埋め込まれたデジタル情報からなるアドレス情報を取り出すようにしたものである。
【００２６】
スルーレートリミッタ回路は、出力のスルーレート（立ち上がり、立ち下がり速度）を制限する回路で、増加側係数、減少側係数がウォブル周波数やウォブル振幅に合わせて設定可能である。このウォブル周波数に対して適度なスルーレート制限値を設定すると、出力は三角波状の信号になり、特に変調されていない通常の波形ではスルーレートリミッタ出力の平均値はセンターレベルとなるが、緩やかな傾斜の後、急峻に戻るＳＴＷか、急峻な傾斜の後、緩やかに戻るＳＴＷかで、三角波状波形の平均値（ＤＣレベル）が変化する。
【００２７】
この時、スルーレートリミッタ回路の出力は、そのままでは２値化できないため、ローパスフィルタ回路あるいはエンベロープ検出回路を通し、ＤＣ成分のみを取り出して２値化する。また、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｋ規格では、鋸状の波形の向きは一定期間続き、ユニットの最後で、向きが判定できればよいため、三角波を一定区間、積分し得られた信号を使う方法も考えられる。一定区間のスタート点は、図１に示したＭＳＫ変調されたウォブルを認識することで決定される。
【００２８】
ウォブル信号をウォブルの基準周波数を通す狭帯域バンドパスフィルタに通すと、ＭＳＫマークの位置のウォブルは、周波数が異なるため、バンドパスフィルタ出力のウォブル振幅が急に小さくなり、その後、２つのウォブル周期で急に元の振幅レベルに戻る。バンドパスフィルタ出力のエンベロープをとり、２値化することで、ＭＳＫ位置を認識することができ、このタイミング信号でＳＴＷ検出用の積分器をリセットする。
【００２９】
この積分器は、ＭＳＫマークによるリセットの後、スルーレートリミッタ回路出力を積分し、ＳＴＷ０の場合はＤＣがマイナスのため、積分器の出力が、下向きに減少する。また、ＳＴＷ１の場合は、ＤＣがプラスのため積分器の出力は上昇する。
【００３０】
また、ＭＳＫマーク位置を示すタイミング信号において、先頭のＭＳＫマークから次のＭＳＫマークまでの間（あるいは３番目までの間）にウォブル周期がいくつあるかをカウントすれば、そのユニットに埋め込まれたデジタルデータが１か０、あるいは同期ユニットか、リファレンスユニットか、ユニット先頭のモノトーンユニットかが判定できる。
【００３１】
このように、本発明の光ディスク装置及び光ディスク再生方法は、Ｂｌｕ−ｒａｙディスクのような、ＭＳＫ変調とＳＴＷ変調を用いたウォブルを使ってアドレスなどが埋め込まれた光ディスクから、埋め込まれたデジタル情報を読み出すために、ＭＳＫ変調された領域（ＭＳＫマーク）を検出し、その位置情報から０／１が特定されるデジタル情報として取り出すとともに、ＳＴＷ変調されたウォブル信号の形が、”１”を示すか、”０”を示すかを判定し、ＭＳＫマークの位置情報、ＳＴＷ変調ウォブルの復調結果から、その特定領域に埋め込まれたデジタル情報を容易かつ確実に取り出すことができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、従来技術であるヘテロダイン方式を用いずともＳＴＷのウォブルを用いたディスクの記録・再生において、ウォブルが、緩やかな傾斜の後、急峻に戻るＳＴＷか、急峻な傾斜の後、緩やかに戻るＳＴＷか、あるいはそのどちらかでもないかを、簡易な方法で安定して確実に行うことができ、対象ディスクを記録再生する光ディスク装置における回路規模を削減することができる。
【００３３】
また、本発明で利用するスルーレートリミッタ回路は、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷディスクにあるＬＰＰを取り除いてウォブルのジッタを低減するために利用するスルーレートリミッタ回路と兼用できる。
【００３４】
また、同じく従来技術であるヘテロダイン方式を用いずとも、ＭＳＫマーク位置も検出でき、同期タイミング、ＳＴＷ変調部のスルーレートリミッタ出力を積分する積分器のリセットタイミングが簡単な方法で得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。  
【実施例１】
【００３６】
図７は、本発明の光ディスク装置の実施例１を示すブロック図で、ＳＴＷ変調方式における光ディスクのウォブル（ｗｏｂｂｌｅ）信号の抽出のためのブロック図である。図中符号７１は光ピックアップ、７２ａ，７２ｂは加算器、７３ａ，７３ｂ，７５ａ，７５ｂ，７７，７９はハイパスフィルタ、７４ａ，７４ｂ，７８はＡＧＣ回路（自動利得制御回路；出力振幅一定回路）、７６は差動増幅器、８１はスルーレートリミッタ回路、８２は平均値あるいはエンベロープ抽出回路、８３ａ，８３ｂは２値化回路、８４はデコーダ回路を示している。また、図６は、スルーレートリミッタ回路を用いた復調回路のブロック図で、図７に用いられている。
【００３７】
ＳＴＷ０とＳＴＷ１のウォブル信号に対して、原理的には図２に示すとおり、図５に示すスルーレートリミッタ回路（後述する）で三角波状の信号を生成し、図６に示す構成のように、ローパスフィルタ６２にかけると、スルーレートリミッタ回路６１の出力のＤＣの変化分が抽出され、２値化回路６３により２値化が容易に出来る。これは、上述した図４に示した従来のヘテロダイン方式で得られる信号と同等の信号が、ウォブル周波数の２倍の周波数の信号、乗算器を使わずとも、簡単な回路で得られることを意味しており、本発明はこの点を最大の特徴点としている。
【００３８】
つまり、本発明の光ディスク装置は、デジタル情報をＳＴＷ変調して光ディスクのウォブルに埋め込み、このウォブルに埋め込まれた前記デジタル情報をウォブル信号から再生するものである。スルーレートリミッタ回路６１は、ＳＴＷ変調された領域のウォブル信号から変調成分を取り出し、所定の制限値に、立ち上がり、立ち下がり速度を制限する信号を得るものである。また、フィルタ回路６２は、スルーレートリミッタ回路６１の出力信号から平均値あるいはエンベロープを抽出するものである。さらに、２値化回路６３は、フィルタ回路またはエンベロープ検出回路６２の出力信号から２値化信号を得るものである。
【００３９】
また、ＳＴＷ変調された信号は、特定周波数のコサイン波とサイン波を用いて、これらのコサイン波及びサイン波を特定の振幅比で、被変調のデジタル信号に応じて、加算又は減算して得られる向きの異なった鋸波状の変調信号である。
【００４０】
実際の光ディスクから読み取って生成するウォブル信号は、ピットの有無によるノイズや、隣接ウォブルのクロストークによる低域の振幅変動などがあり、図７のような構成となる。
【００４１】
図７に示すように、光ディスク上に形成されている蛇行したグルーブから得られる信号から、ウォブル信号を抽出する際に、光ピックアップ７１による左右の反射光量の差を算出するため、加算器７２ａによるＡ，Ｄ側出力（Ａ＋Ｄ信号）及び加算器７２ｂによるＢ，Ｃ側出力（Ｂ＋Ｃ信号）を生成する。
【００４２】
Ａ＋Ｄ信号、Ｂ＋Ｃ信号のＤＣオフセット成分を取り除くためのハイパスフィルタ７３ａ，７３ｂと、ＲＦ成分や同相ノイズ成分を取り除くためにＡ＋Ｄ信号とＢ＋Ｃ信号の振幅をそろえるためのＡＧＣ回路７４ａ，７４ｂと、ＡＧＣ回路７４ａ出力とＡＧＣ回路７４ｂ出力の差をとるゲイン設定可能な差動アンプ７６と、ノイズ成分を取り除くための、倍速に応じてカットオフを変更可能なローパスフィルタ７７と、ＤＣオフセットや低域の揺れを取り除くハイパスフィルタ７９とで、ウォブル信号を生成する機能を有する。
【００４３】
また、生成されたウォブル信号が、隣接トラックのクロストークで振幅変調されるとしても、スルーレートリミッタ回路８１への入力が一定になるように振幅調整するＡＧＣ回路７８の機能を有する。
【００４４】
また、振幅調整されたウォブル信号から変調成分を取り出すスルーレートリミッタ回路８１と、このスルーレートリミッタ回路８１の出力からＤＣ成分を取り出すローパスフィルタ回路８２を有している。この出力値を読みとり、２値化回路８３ａ，８３ｂにより２値化された信号をデコーダ回路８４に入力し、アドレスをデコードする。
【００４５】
図５は、本発明の光ディスク装置に用いられるスルーレートリミッタ回路を示す図で、図中符号５１，５２，５６は定電流源、５３は入力端子、５５は出力レベル補正回路、５７は出力端子を示している。ここには、定電流Ｉ１と容量値Ｃ１で決まるスルーレートリミッタ回路６１の例が示されている（例えば、特許文献４参照）。実施例１では定電流Ｉ１，容量値Ｃ１を変更してスルーレート値を記録・再生速度に合わせることができる。この図５に示したスルーレートリミッタ回路６１は、ＭＯＳトランジスタＱ１と、定電流Ｉ１を流すために電流源５１と、定電流Ｉ２を流すための電流源５２と、ＭＯＳトランジスタＱ１の負荷となるキャパシタＣ１とからなる。
【００４６】
入力電圧Ｖｉｎのレベルが急峻に増加した場合、ＭＯＳトランジスタＱ１がオン状態になり、出力電圧Ｖｏｕｔが定電流Ｉ２と定電流Ｉ１との差（Ｉ２-Ｉ１）、及びキャンパシタＣ１の容量値Ｃ１で決まるスルーレートで増加する。一方、入力電圧Ｖｉｎのレベルが、急峻に減少した場合、ＭＯＳトランジスタＱ１がオン状態となり、出力電圧ｖｏｕｔが、定電流Ｉ１と容量値Ｃ１で決まるスルーレートで減少するようになっている。
【００４７】
さらに、オペアンプＯＰ１と、Ｎ型のＭＯＳトランジスタＱ２と、電流源５６とからなる出力レベル補正回路５５を備えている。また、オペアンプＯＰ１は、ＭＯＳトランジスタＱ２と、電流源５６とから構成されている。
【００４８】
図７に示す本発明の実施例１では、スルーレートリミッタ回路８１のスルーレート制限値は、Ｂｌｕ−ｒａｙディスクの１倍速（ウォブル周波数９５６ｋＨｚ）あたり、ウォブル振幅が２５０ｍＶｐｐ程度に対して５０から３００ｍＶ／ｕｓｅｃ程度を選択し、増加側係数と減少側係数は同じとする。この条件で、図２（ａ）に示したウォブル波形を入力すると、スルーレートリミッタ回路８１は、図２（ｂ）に示したようにＳＴＷ波形を三角波状の信号を生成する。
【００４９】
この三角波状のスルーレートリミッタ回路８１の出力信号は、入力波形が緩やかな傾斜の後、急峻に戻る波形の場合、ＤＣレベルは高く、急峻な傾斜のあと緩やかに戻る波形の場合、ＤＣレベルは低くなる。図２（ｃ）に示した波形にあるとおり、スルーレートリミッタ回路８１の出力にローパスフィルタ回路８２をかけると、平均値（ＤＣレベル）が異なった信号として取り出せる。また、波形から明らかなようにローパスフィルタ回路８２の替わりにスルーレートリミッタ回路８１の出力のエンベロープ（上側、下側どちらでもよい）を抽出することでもＤＣレベルが異なった信号として取り出せる。
【００５０】
図８（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の実施例１における実波形による動作波形を示す図で、実際のＢｌｕ−ｒａｙディスク再生信号による実施例の回路の出力波形を示している。図８（ａ）は、Ｂｌｕ−ｒａｙのウォブル信号、図８（ｂ）はスルーレートリミッタ出力、図８（ｃ）はスルーレートリミッタ出力のローパスフィルタ出力、図８（ｄ）はスルーレートリミッタ出力をＭＳＫタイミングでリセットして積分した出力を示している。図９（ａ）乃至（ｄ）は、図８（ａ）乃至（ｄ）の部分拡大波形図である。
【００５１】
本実施例１では、図８（ｃ）に示す実波形による動作波形、図９（ｃ）（図８（ｃ）の時間軸拡大）に示す波形のように、ＢＤ１倍速時、数ｋＨｚから５０ｋＨｚ程度のローパスフィルタ回路８２でスルーレートリミッタ回路８１の出力信号からＤＣ成分を取り出している。この信号を２値化することで、ＳＴＷ変調部から被変調データを取り出せる。
【００５２】
また、ＳＴＷ０，ＳＴＷ１及びＳＴＷ変調されていない普通のｃｏｓ（ｗｔ）波形の３種類を判定するため、正側用スライスレベル、負側用スライスレベルを別にもったコンパレータを用意し、２ｂｉｔで３値判定することも可能である。
【００５３】
スルーレートリミッタ回路８１に入力する信号をＳＴＷ波形に影響を与えない範囲の高いカットオフのハイパスフィルタを通すと低域のゆれ成分でスルーレートリミッタ出力のＤＣの変動が少なくなり、ローパスフィルタ後に２値化しやすくなるが、高いハイパスフィルタは、ＳＴＷ波形に含まれる１倍の周波数成分と２倍の周波数成分の位相関係が変化するため、あまり高くできない。
【００５４】
ＢＤ１倍速の９５０ｋＨｚ程度のｗｏｂｂｌｅにおいては、１次で１００ｋＨｚ以下が適当である。ＳＴＷの帯域内で位相変化が少ない、リニアフェーズやベッセルタイプなどのハイパスフィルタであれば、次数やカットオフを高くでき、低域の変動にもさらに強くできる。
【００５５】
ＬＳＩにおいては、製造ばらつきでスルーレートリミッタ回路の出力信号にもオフセットが発生することもあるので、オフセット調整機能を持たせるのが望ましい。
【実施例２】
【００５６】
図１０は、本発明の光ディスク装置の実施例２を示すブロック図で、ＭＳＫ変調及びＳＴＷ変調方式における光ディスクのウォブル（ｗｏｂｂｌｅ）信号の抽出のためのブロック図である。図７と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。この図１０に示したブロック図は、図７に示したブロック図に、ＭＳＫマークを抽出するための構成、つまり、ＭＳＫ変調された領域のウォブル信号から、キャリア周波数を通過させるバンドパスフィルタ回路８５と、このバンドパスフィルタ回路８５を通過した信号のエンベロープを検出するエンベロープディテクタ（検出）回路８６と、このエンベロープディテクタ回路８６の出力を２値化する２値化回路８７とを備えている。
【００５７】
また、ＭＳＫ変調された信号検出は、特定周波数の第１のコサイン波をキャリア信号とし、このキャリア信号と異なる周波数の第２のコサイン波と、第１のコサイン波の反転信号と、第２のコサイン波の反転信号を用いて、位相が連続するように組み合わせた信号と、キャリア信号の周波数の信号とで、デジタル信号を変調した信号から、ＭＳＫ変調を検出する。
【００５８】
このように、本発明の実施例２の光ディスク装置は、ＭＳＫ変調とＳＴＷ変調を使ってデジタル情報（ディスク上のアドレス情報）が埋め込まれたウォブル信号に対して、ＳＴＷ変調された領域のウォブル信号から、スルーレートリミッタ回路８１と平均値抽出回路８２と２値化回路８３ａ，８３ｂを介して、その出力の平均値（ＤＣ成分）又は積分値に基づき被変調情報を出力するとともに、バンドパスフィルタ回路８５とエンベロープディテクタ回路８６と２値化回路８７でＭＳＫ変調を検出して、取り出したＭＳＫ変調の位置情報とＳＴＷウォブルの復調結果から、同期タイミング、被変調情報を取り出すように構成されている。
【００５９】
つまり、上述した実施例１において、図８（ｄ）及び図９（ｄ）に示す波形のように、スルーレートリミッタ出力をローパスフィルタの代わりに、従来技術のリセット機能付き積分器を使うこともできる。リセット付き積分器をリセットするタイミングを本発明では、図１０に示すとおり、従来方法ではない以下の方法を用いる。
【００６０】
実施例１と同様にウォブル信号を生成する機能と、ウォブル周波数を通過させるバンドパスフィルタ回路８５と、このバンドパスフィルタ回路８５の出力のエンベロープをとるエンベロープディテクタ回路８６と、このエンベロープディテクタ回路８６の出力を、２値化回路（コンパレータ）８７により２値化する機能をもった装置を用いて、ＭＳＫ変調された領域を検出して、ＭＳＫ部で１になるデジタル信号を生成する。このデジタル信号を積分器のリセットタイミングにすることができる。
【００６１】
バンドパスフィルタ回路８５は、ウォブル周波数に対し＋１０〜＋１５％、−１０〜−１５％程度の周波数で、−３ｄＢゲインになる程度の２次のタイプを使う。エンベロープディテクタ回路８６は、ピークホールド回路又はボトムホールド回路又はその両方を用いて引き算を行う。ピークホールド回路又はボトムホールド回路は、１ウォブル周期で１０％から３０％程度ドループするよう設定する。
【００６２】
図１１（ａ）乃至（ｄ）は、バンドパスフィルタ出力とエンベロープディテクタ出力を示す図で、図１１（ａ）はＢｌｕ−ｒａｙのウォブル信号とスルーレートリミッタ出力、図１１（ｂ）はバンドパスフィルタ出力とそのピークホールド波形及びボトムホールド波形、図１１（ｃ）はピークホールド出力の２値化出力、図１１（ｄ）はスルーレートリミッタ出力をＭＳＫタイミングでリセットして積分した出力を示している。図１２（ａ）乃至（ｄ）は、図１１（ａ）乃至（ｄ）の部分拡大波形図である。
【００６３】
図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）に示す波形は、実際のウォブル信号をバンドパスフィルタ回路８５に通し、エンベロープディテクタ回路８６により、ピーク又はボトムレベルをとったものである。この信号を、ヒステリシス付きのコンパレータ８７で２値化することで図１１（ｃ）及び図１２（ｃ）に示す２値波形のようにＭＳＫマークを容易に検出できる。スライスレベルの決定においては、ＡＧＣ回路７８により固定のスライスで、十分であるが、ＭＳＫマークでは追従しない遅いドループレートのエンベロープディテクタ回路８６でピーク又はボトムをとらえ、その出力を特定の比率で分圧して、スライスレベルを決定することも可能である。
【００６４】
ＭＳＫマークの検出タイミングでリセットする積分器を用いると、図１１（ｄ）及び図１２（ｄ）に示す波形となる。また、エンベロープディテクタ出力を２値化した信号タイミングから、ユニットの先頭、０／１情報、同期情報、リファレンス情報なども判定できる。
【００６５】
ユニットの先頭のＭＳＫマークのタイミングでスルーレートリミッタ出力を積分する積分器の出力を読み出した後、積分器をリセットする。読み出した値は、正側用スライスレベル、負側用スライスレベルを別にもったコンパレータを用意し、２ｂｉｔで３値判定する。このＭＳＫマーク位置による判定と、ＳＴＷ信号による判定を総合して判定することで、被変調データを確実に再生することができる。
【００６６】
図１３は、本発明の光ディスクのウォブルに埋め込まれたアドレス情報を再生する方法を説明するためのフローチャートを示す図である。本発明の光ディスク再生方法は、デジタル情報をＭＳＫ変調とＳＴＷ変調してウォブルに埋め込まれた光ディスクに対し、このウォブルに埋め込まれたデジタル情報をウォブル信号から再生するものである。
【００６７】
ＳＴＷ変調された領域のウォブル信号を再生するか、ＭＳＫ変調された領域のウォブル信号を再生するかによって処理が異なる（Ｓ１）。これらの処理は、異なる処理であるが同時並行に処理は行われ、ＳＴＷの領域ではＭＳＫ検出回路はモノトーン（ＳＴＷではない。あるいはＭＳＫ変調もされていない）領域と同じ動作をする。ＳＴＷ検波用の回路は、ＭＳＫマーク部はあまりにも短いので影響されない。また、ＳＴＷ検出回路は、モノトーン部ではＳＴＷ０とＳＴＷ１の中間の値を出力する。ＳＴＷ変調された領域のウォブル信号から被変調情報を再生（復調）するには、スルーレートリミッタ回路を用いて変調成分を取り出し、所定の制限値に、立ち上がり、立ち下がり速度を制限する信号を得るステップ（Ｓ２ａ）と、このスルーレートリミッタ回路の出力信号から、フィルタ回路を用いて平均値を抽出する、あるいはエンベロープ検出回路を用いてエンベロープを抽出するステップ（Ｓ３ａ）と、このフィルタ回路あるいはエンベロープ検出回路からの出力信号から、２値化回路を用いて２値化信号を得るステップ（Ｓ４ａ）とを有し、また、ＭＳＫ変調された領域を検出するには、バンドパスフィルタ回路を用いてキャリア周波数を通過させるステップ（Ｓ１ｂ）と、このバンドパスフィルタ回路を通過した信号のエンベロープを、エンベロープ検出回路を用いて検出するステップ（Ｓ２ｂ）と、このエンベロープ検出回路の出力を、２値化回路を用いて２値化するステップ（Ｓ３ｂ）とを有し、被変調情報を抽出する（Ｓ５）。
【００６８】
このように、本発明の光ディスク再生方法では、アドレス情報などのデジタル情報をＭＳＫ変調とＳＴＷ変調してウォブルに埋め込んだ光ディスクから、その埋め込まれたデジタル情報を容易に取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】ＭＳＫ部前後の波形を示す図である。
【図２】（ａ）乃至（ｃ）は、ＳＴＷ信号波形、スルーレートリミッタ出力波形及びそのローパスフィルタ出力波形を示す図である。
【図３】Ｂｌｕ−ｒａｙディスク規格のＡＤＩＰユニット（５６周期のウォブルで構成）を示す図である。
【図４】従来のヘテロダイン方式により復調回路のブロック図である。
【図５】スルーレートリミッタ回路を示す図である。
【図６】スルーレートリミッタ回路を用いた復調回路のブロック図である。
【図７】本発明の光ディスク装置の実施例１を示すブロック図である。
【図８】（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の実施例１における実波形による動作波形を示す図である。
【図９】（ａ）乃至（ｄ）は、図８（ａ）乃至（ｄ）の部分拡大波形図である。
【図１０】本発明の光ディスク装置の実施例２を示すブロック図である。
【図１１】（ａ）乃至（ｄ）は、バンドパスフィルタ出力とエンベロープディテクタ出力を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）乃至（ｄ）は、図１１（ａ）乃至（ｄ）の部分拡大波形図である。
【図１３】本発明の光ディスクのウォブルに埋め込まれたアドレス情報を再生する方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
４１ａ，４１ｂ  乗算器
４２  位相比較器
４３  発振器
４４  １／２分周器
４５ａ，４５ｂ  位相調整器
４６ａ，４６ｂ  積分器
４７ａ，４７ｂ  サンプルホールド回路
４８ａ，４８ｂ  ２値化回路
４９  デコーダ回路
５１，５２，５６  定電流源
５３  入力端子
５５  出力レベル補正回路
５７  出力端子
６１  スルーレートリミッタ回路
６２  ローパスフィルタ
６３  ２値化回路
７１  光ピックアップ
７２ａ，７２ｂ  加算器
７３ａ，７３ｂ，７５ａ，７５ｂ，７７，７９  ハイパスフィルタ
７４ａ，７４ｂ，７８  ＡＧＣ回路（出力振幅一定回路）
７６  差動増幅器
８１  スルーレートリミッタ回路
８２  平均値あるいはエンベロープ抽出回路
８３ａ，８３ｂ  ２値化回路
８４  デコーダ回路
８５  バンドパスフィルタ回路
８６  エンベロープディテクタ回路
８７  ２値化回路
【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】
2007042201.tif 000009
【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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