(57)【要約】【課題】記録媒体の記録面に傷や指紋などがあると信号を再生することが難しい。【解決手段】サンプリング部１０は、再生信号を所定のクロックでサンプリングしてサンプリング信号を出力する。ＤＣ制御部１２は、ＤＣ制御信号に基づき、サンプリング信号のＤＣレベルを制御する。２値化部２０は、サンプリング信号のＤＣレベルを所定の値と比較して２値化信号を出力する。重み付け部２２ａ、２２ｂは、２値化信号のレベルに重み付けを行い、重み付き誤差信号を出力する。ＤＣ制御信号生成部２６は、重み付き誤差信号を積分することにより、ＤＣ制御信号を生成し、ＤＣ制御部１２に供給する。重み付け判別ブロック５０は、ＤＣ制御信号生成部２６が生成するＤＣ制御信号のレベルに基づいて、重み付け部２２ａ、２２ｂによる誤差信号のレベルの重み付けを調整する。【選択図】図２
2009224007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体からの再生信号を所定のクロックでサンプリングしてサンプリング信号を出力するサンプリング部と、
ＤＣ制御信号に基づき、前記サンプリング信号のＤＣレベルを制御するＤＣ制御部と、
前記サンプリング信号のＤＣレベルを所定の値と比較して２値化信号を出力する２値化部と、
前記２値化信号のレベルに重み付けを行い、重み付き誤差信号を出力する重み付け部と、
前記重み付き誤差信号を積分することにより、前記ＤＣ制御信号を生成し、前記ＤＣ制御部に供給するフィルタリング部と、
前記ＤＣ制御部から出力されるＤＣレベル調整後のサンプリング信号を復号する復号部と、
前記フィルタリング部が生成する前記ＤＣ制御信号のレベルに基づいて、前記重み付け部による前記誤差信号のレベルの重み付けを調整する重み付け調整部とを含むことを特徴とするディジタル信号再生装置。
【請求項２】
前記重み付け調整部は、前記ＤＣ制御信号を所定の閾値と比較して、重み付けを切り替えるかどうかを判別するフラグを出力する比較判別部を含み、前記フラグに基づいて前記重み付け部による前記誤差信号のレベルの重み付けを切り替えることを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号再生装置。
【請求項３】
前記重み付け調整部は、前記フラグの値にヒステリシスを設けるヒステリシス処理部をさらに設け、ヒステリシスをつけたフラグの値に基づいて前記重み付け部による前記誤差信号のレベルの重み付けを切り替えることを特徴とする請求項２に記載のディジタル信号再生装置。
【請求項４】
記録媒体からの再生信号を所定のクロックでサンプリングしてサンプリング信号を出力するサンプリング部と、
利得制御信号に基づき、前記サンプリング信号の振幅レベルを制御する利得制御部と、
前記サンプリング信号の振幅レベルを所定の値と比較して誤差信号を出力する誤差信号生成部と、
前記誤差信号のレベルに重み付けを行い、重み付き誤差信号を出力する重み付け部と、
前記重み付き誤差信号を積分することにより、前記利得制御信号を生成し、前記利得制御部に供給するフィルタリング部と、
前記利得制御部から出力される振幅レベル調整後のサンプリング信号を復号する復号部と、
前記フィルタリング部が生成する前記利得制御信号のレベルに基づいて、前記重み付け部による前記誤差信号のレベルの重み付けを調整する重み付け調整部とを含むことを特徴とするディジタル信号再生装置。
【請求項５】
記録媒体からの再生信号を所定のクロックでサンプリングしてサンプリング信号を出力するサンプリング部と、
位相制御信号に基づき、前記サンプリング部に与えるサンプリングクロックを制御する位相制御部と、
前記サンプリング部の出力と前記サンプリングクロックとの位相差を誤差信号として抽出する誤差信号生成部と、
前記誤差信号のレベルに重み付けを行い、重み付き誤差信号を出力する重み付け部と、
前記重み付き誤差信号を積分することにより、前記位相制御信号を生成し、前記位相制御部に供給するフィルタリング部と、
前記サンプリング部から出力されるサンプリング信号を復号する復号部と、
前記フィルタリング部が生成する前記位相制御信号のレベルに基づいて、前記重み付け部による前記誤差信号のレベルの重み付けを調整する重み付け調整部とを含むことを特徴とするディジタル信号再生装置。
【請求項６】
記録媒体からの再生信号を所定のクロックでサンプリングしてサンプリング信号を出力するステップと、
制御信号に基づき、前記サンプリング信号のＤＣレベル、振幅レベル、および位相の少なくとも一つを制御するステップと、
前記サンプリング信号のＤＣレベル、振幅レベル、および位相の少なくとも一つに関する誤差信号を生成するステップと、
前記誤差信号のレベルに重み付けを行い、重み付き誤差信号を出力するステップと、
前記重み付き誤差信号を積分することにより、前記制御信号を生成するステップと、
ＤＣレベル、振幅レベル、および位相の少なくとも一つが調整されたサンプリング信号を復号するステップと、
前記制御信号のレベルに基づいて、前記誤差信号のレベルの重み付けを調整するステップとを含むことを特徴とするディジタル信号再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等の記録媒体に記録されている信号を再生するディジタル信号再生装置およびディジタル信号再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクが高密度になる程、ディスク面の傷やディスク面に付着した埃や指紋への対処は難しくなる。特にブルーレイディスク（商標または登録商標）に代表されるようなディスクカバー層の薄い光ディスクでは、レーザ光の焦点をディスク表面に非常に近い位置に合わせるため、ディスク面に付着した指紋等により、検出される信号レベルが大きく減衰する。また、光ディスクの再生速度の高速化が進んでいるが、ディスク面に傷や指紋があると再生エラーになり、リトライが多発するため、高速再生の妨げとなる。
【０００３】
従来、光ディスクの再生において、傷や指紋などが原因で高速再生時にエラーが発生する場合、安定した再生が可能な再生速度に切り替えていた。しかし、その発生個所、頻度が特定出来ないため、リトライを繰り返し、必要なデータレートを得られないなどの課題があった。
【０００４】
特許文献１では、この問題を解決するために、ディスクの記録面を複数のゾーンに分割して、再生時に各ゾーン毎の最適再生速度をテーブルに記憶し、それ以降、同じゾーンを再生する場合には、該テーブルより読み出した再生速度に即座に再生速度を切り替えて再生するなどの工夫をしていた。また、特許文献２は、再生信号から傷の種類と位置を検出して、傷の影響を少なくする傷処理方法を選択する光ディスク再生装置を開示する。
【特許文献１】特開２００２−３６７２７７号公報
【特許文献２】特開２００５−１４１８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の方法では、予め記録面のゾーン毎に決められた最適再生速度をテーブルから読み出して利用するため、指紋や埃などの付着状態の変化に適応するのは難しい。また、ゾーン内で傷（ディフェクト）と指紋の混在している場合には対応することが難しい。仮に、傷と指紋が混在している状況に対応しようとして、パラメータを変えながらリトライを繰り返すと、データレートのマージンを圧迫することになり、バッファメモリで吸収できない事態に陥ってしまう。また、実際、パラメータを変更しようとしても、予め用意したパラメータセットと合致しなければ、対応することができない。
【０００６】
特許文献２の光ディスク再生装置は、ディスク面の傷の種類と位置を検出して傷処理方法を切り替えるものであり、粗い切り替えしかできず、ディスク面に付着する指紋などに適応的に対応することは難しい。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、傷や指紋などに適応的に対応することができるディジタル信号再生装置およびディジタル信号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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のディジタル信号再生装置は、再生信号を所定のクロックでサンプリングしてサンプリング信号を出力するサンプリング部と、ＤＣ制御信号に基づき、前記サンプリング信号のＤＣレベルを制御するＤＣ制御部と、前記サンプリング信号のＤＣレベルを所定の値と比較して２値化信号を出力する２値化部と、前記２値化信号のレベルに重み付けを行い、重み付き誤差信号を出力する重み付け部と、前記重み付き誤差信号を積分することにより、前記ＤＣ制御信号を生成し、前記ＤＣ制御部に供給するフィルタリング部と、前記ＤＣ制御部から出力されるＤＣレベル調整後のサンプリング信号を復号する復号部と、前記フィルタリング部が生成する前記ＤＣ制御信号のレベルに基づいて、前記重み付け部による前記誤差信号のレベルの重み付けを調整する重み付け調整部とを含む。
【０００９】
本発明の別の態様もまた、ディジタル信号再生装置である。この装置は、再生信号を所定のクロックでサンプリングしてサンプリング信号を出力するサンプリング部と、利得制御信号に基づき、前記サンプリング信号の振幅レベルを制御する利得制御部と、前記サンプリング信号の振幅レベルを所定の値と比較して誤差信号を出力する誤差信号生成部と、前記誤差信号のレベルに重み付けを行い、重み付き誤差信号を出力する重み付け部と、前記重み付き誤差信号を積分することにより、前記利得制御信号を生成し、前記利得制御部に供給するフィルタリング部と、前記利得制御部から出力される振幅レベル調整後のサンプリング信号を復号する復号部と、前記フィルタリング部が生成する前記利得制御信号のレベルに基づいて、前記重み付け部による前記誤差信号のレベルの重み付けを調整する重み付け調整部とを含む。
【００１０】
本発明のさらに別の態様もまた、ディジタル信号再生装置である。この装置は、再生信号を所定のクロックでサンプリングしてサンプリング信号を出力するサンプリング部と、位相制御信号に基づき、前記サンプリング部に与えるサンプリングクロックを制御する位相制御部と、前記サンプリング部の出力と前記サンプリングクロックとの位相差を誤差信号として抽出する誤差信号生成部と、前記誤差信号のレベルに重み付けを行い、重み付き誤差信号を出力する重み付け部と、前記重み付き誤差信号を積分することにより、前記位相制御信号を生成し、前記位相制御部に供給するフィルタリング部と、前記サンプリング部から出力されるサンプリング信号を復号する復号部と、前記フィルタリング部が生成する前記位相制御信号のレベルに基づいて、前記重み付け部による前記誤差信号のレベルの重み付けを調整する重み付け調整部とを含む。
【００１１】
本発明のさらに別の態様は、ディジタル信号再生方法である。この方法は、再生信号を所定のクロックでサンプリングしてサンプリング信号を出力するステップと、制御信号に基づき、前記サンプリング信号のＤＣレベル、振幅レベル、および位相の少なくとも一つを制御するステップと、前記サンプリング信号のＤＣレベル、振幅レベル、および位相の少なくとも一つに関する誤差信号を生成するステップと、前記誤差信号のレベルに重み付けを行い、重み付き誤差信号を出力するステップと、前記重み付き誤差信号を積分することにより、前記制御信号を生成するステップと、ＤＣレベル、振幅レベル、および位相の少なくとも一つが調整されたサンプリング信号を復号するステップと、前記制御信号のレベルに基づいて、前記誤差信号のレベルの重み付けを調整するステップとを含む。
【００１２】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、記録媒体の記録面等に傷や指紋等が付けられても、その傷や指紋などに適応的に対応し、効率良く再生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態に係るディジタル信号再生装置を説明するに先立ち、光ディスクから読み取られた再生信号が指紋によってどのように変化するかをまず説明する。
【００１５】
図１（ａ）〜（ｄ）は、ディスク面に付着した指紋が再生信号に与える影響を説明する図である。図１（ａ）は、指紋部分を通過した再生信号を模式的に示す。再生信号７００は、ランレングス変調されており、光学系を通過することにより、短い周期の波形は振幅が小さく、長い周期の波形は振幅が大きくなる。符号７１０で示す振幅は、仮に長い周期が連続した場合にたどると推測される振幅の変化を示している。
【００１６】
符号７２０で示す区間は指紋区間である。指紋区間７２０において、再生信号７００は、符号７１２で示すように、楔状に信号が大きく減衰しているのがわかる。また、指紋区間といっても減衰のレベルは一様ではなく、指紋の縞の間を光学的に通過する信号は減衰しないため、信号の減衰は断続的である。楔状に大きく減衰した部分（符号７１２）は指紋の縞に対応すると考えられる。指紋の縞の間を通過した再生信号７００は、符号７１４で示すように、振幅が通常区間７２２と同じくらいの大きさの振幅を示すこともある。このことが指紋区間７２０と通常区間７２２の判別を一層難しくする要因である。
【００１７】
図１（ｂ）は、再生信号のエンベロープ（振幅包絡線）から指紋部分を抽出する方法を説明する図である。点線７３０は、検出感度の高いエンベロープ検波を行った結果を示す。検出感度が高いと、傷や指紋のない通常区間７２２においても変調による長短周期に影響される振幅変動にも反応してしまい、指紋区間７２０で検出される振幅変動との区別がつきにくくなる。また検出感度が高いとノイズ等にも敏感に反応するため、指紋区間７２０を正しく検出することが難しくなる。
【００１８】
そのため、検出感度を下げてエンベロープ検波をすることになるが、前述のように指紋は傷と異なり、断続的に大きな振幅レベルの信号が現れるため、エンベロープは、図１（ｃ）の点線７３２のようになる。通常区間７２２における誤検出はなくなっているが、指紋区間７２０において、符号７１２で示される指紋による振幅の減衰を検出することができなくなっていることがわかる。これは、指紋区間７２０においては、振幅の減衰は断続的であり、符号７１４で示すように、通常区間７２２の振幅と同程度の振幅の信号も現れるからである。
【００１９】
このように、検出感度の低いエンベロープ検波では、指紋区間７２０における大きな振幅レベルの信号を拾うため、検出された振幅包絡線７３２のレベルは、通常区間７２２の振幅レベルと比較しても、せいぜい数十パーセント程度の減衰に留まる。これでは、レーザパワーの揺らぎやメディア個体差による変動と区別がつかない。図１（ｃ）の検出感度の低いエンベロープ検波に対して、閾値を−５０パーセントとして指紋検出を行うと、図１（ｄ）に示すように、何も検出されない。
【００２０】
そのため、ひとたび、所定の閾値よりも低い振幅レベルが検出されると、指紋区間７２０を通過するまで、数百トラックにわたって、ＤＣ制御のフィードバックループのゲインを高め、ＤＣ制御の応答性を高めるといった、粗い切替制御をするしかなくなる。そして、指紋区間７２０は欠陥部分として扱い、消失訂正処理によって欠落したデータを復元することになる。
【００２１】
しかし、ＤＣ制御のゲインをこのように粗く切り替えると、自分自身で外乱を発生させてしまい、Ｓ／Ｎ比とのトレードオフの関係になる。本来、プレイアビリティ性能ぎりぎりの再生を行う場合には、通常の信号検出が可能な期間を少しでも増やして、Ｓ／Ｎ比を稼ぐことができるかどうかが重要となるが、ＤＣ制御の応答速度を粗く切り替えると、外乱が発生して、この要求を満たすことができなくなる。
【００２２】
また、光ディスクの高密度化に伴い、指紋区間７２０であっても、全体を欠落部分とするのではなく、光学的に指紋の縞の間を通り抜ける信号を最大限利用することも必要になる。
【００２３】
そこで、本発明者は、指紋区間では一律にＤＣ制御のゲインを上げて応答を速めるといった、粗い切り替えではなく、指紋区間であっても信号の減衰レベルを正確に検出し、適応的に応答特性を変えて、指紋区間に対応した動作を行うことが必要であることを認識するに至った。以下、本発明のいくつかの実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２４】
実施の形態１
図２は、実施の形態１に係るディジタル信号再生装置１００の構成図である。図示する機能ブロックはハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００２５】
図示しない光ディスクより再生された再生信号はサンプリング部１０に入力される。サンプリング部１０は、クロック生成部１８から与えられるサンプリングクロックにて入力された再生信号をサンプリングして出力する。
【００２６】
サンプリング部１０の出力は、ＤＣ制御部１２に供給される。ＤＣ制御部１２は、ＤＣ制御信号生成部２６から供給されるＤＣ制御信号に基づいて、再生信号のＤＣ成分（直流成分）のレベルを制御する。ＤＣ制御部１２はＤＣレベル調整後の再生信号を出力する。
【００２７】
ＤＣ制御部１２の出力は、フィルタリング部１４に供給され、必要に応じて、復号に適した形に波形整形もしくは波形等化が施される。フィルタリング部１４の出力は、復号部１６に供給される。復号部１６は、フィルタリング処理後の再生信号を復号し、復号データを出力する。
【００２８】
ＤＣ制御部１２の出力は、クロック生成部１８にも供給され、クロック生成部１８は、ＰＬＬ動作に基づき、再生信号に同期したクロックを生成する。
【００２９】
ＤＣ制御部１２の出力は、２値化部２０にも供給される。２値化部２０は、再生信号を所定の閾値に基づいて２値化する。２値化部２０から出力された２値化信号は、第１重み付け部２２ａおよび第２重み付け部２２ｂに供給され、互いに異なる重み付けがなされる。第１重み付け部２２ａおよび第２重み付け部２２ｂの出力は、選択部２４に供給される。
【００３０】
選択部２４は、ヒステリシス処理部４８から出力されるヒステリシス付き判別フラグに基づいて、第１重み付け部２２ａ、第２重み付け部２２ｂのいずれか一方を選択し、選択された方の出力が重み付き誤差信号としてＤＣ制御信号生成部２６に供給される。
【００３１】
ＤＣ制御信号生成部２６は、低域通過フィルタであり、重み付き誤差信号を積分処理することによって、低域成分を抽出し、負帰還となるように極性を調節した後、ＤＣ制御信号として、ＤＣ制御部１２へ供給する。
【００３２】
２値化部２０、第１および第２重み付け部２２ａ、２２ｂ、選択部２４、およびＤＣ制御信号生成部２６は、フィードバック制御ブロック６０を構成する。フィードバック制御ブロック６０は、ＤＣ制御部１２によるＤＣレベルの制御に対して、誤差信号の極性を反転させて制御信号として与えることにより、閉ループ制御を行う。選択部２４は、この閉ループ制御のゲインを調整して重み付きの誤差信号を生成する。ゲイン調整のための重みは、第１重み付け部２２ａまたは第２重み付け部２２ｂにより与えられる。ここでは、第１重み付け部２２ａは、通常の重み付けを誤差信号に与え、第２重み付け部２２ｂは第１重み付け部２２ａよりも大きい重み付けを誤差信号に与える。
【００３３】
フィードバック制御のゲインの選択、言い替えれば誤差信号の重み付けの選択は、重み付け判別ブロック５０が生成する判別フラグに基づいてなされる。重み付け判別ブロック５０は、ＤＣ制御信号生成部２６が出力するＤＣ制御信号を取得して、閾値と比較することで重み付けを選択するための判別フラグを生成する。この判別フラグは、ＤＣ制御信号の絶対値が閾値以下であれば、通常時の重み付けを選択させ、ＤＣ制御信号の絶対値が閾値を超えるなら、通常時よりも大きい重み付けを選択させるものである。
【００３４】
安定性を考慮すれば、この判別フラグにはヒステリシスをもたせて値が必要以上に短時間で反転を繰り返さないようにするのが好ましく、重み付け判別ブロック５０は、ヒステリシス付き判別フラグを生成して、選択部２４に与える。
【００３５】
重み付け判別ブロック５０が出力する判別フラグは、選択部２４において誤差信号の重み付けを切り替えるための重み付け切替信号として作用する。その意味で、重み付け判別ブロック５０は、「重み付け調整ブロック」と呼ぶこともできる。以下、重み付け判別ブロック５０の構成を詳しく説明する。
【００３６】
フィルタリング部４０は、ＤＣ制御信号生成部２６の出力するＤＣ制御信号を入力信号として取得し、さらに低域の成分を抽出する。これにより、ＤＣ制御信号から高周波のノイズ成分が除去され、重み付けの切り替え判別に利用できる信号になる。フィルタリング部４０の出力は、絶対値演算部４２へ供給され、信号の絶対値を取る演算がなされる。絶対値演算部４２の出力は、比較判別部４６に供給され、閾値発生部４４から出力された閾値と比較することにより、Ｈｉｇｈ（高）またはＬｏｗ（低）のいずれかの判別フラグを出力する。
【００３７】
比較判別部４６が出力する判別フラグはヒステリシス処理部４８に供給される。ヒステリシス処理部４８は、判別フラグがいったんＨｉｇｈになると、所定の時間を超えてＬｏｗにならない限りはＨｉｇｈであり続けるようにすることで、判別フラグにヒステリシスをもたせる。ヒステリシス処理部４８はヒステリシスをもたせた判別フラグを選択部２４に与える。選択部２４は、判別フラグがＨｉｇｈであれば、第２重み付け部２２ｂに切り替えて、相対的に大きい重み付けがなされた誤差信号を選択して出力し、判別フラグがＬｏｗであれば、第１重み付け部２２ａに切り替えて、相対的に小さい重み付けがなされた誤差信号を選択して出力する。
【００３８】
第１および第２重み付け部２２ａ、２２ｂ、選択部２４、フィルタリング部４０、絶対値演算部４２、閾値発生部４４、比較判別部４６、およびヒステリシス処理部４８は、重み付き誤差信号生成ブロック７０を構成する。重み付き誤差信号生成ブロック７０は、ＤＣ制御部１２、２値化部２０、およびＤＣ制御信号生成部２６が行うＤＣレベルの閉ループ制御に対して、負帰還制御のゲインを調整するための重み付き誤差信号を供給する働きをする。その意味で、「ゲイン調整ブロック」と呼ぶこともできる。
【００３９】
以上の構成のディジタル信号再生装置１００の動作を説明する。
【００４０】
図３（ａ）〜（ｈ）は、横軸を時間として、ディジタル信号再生装置１００の各部から出力される信号波形を示す図である。この図を用いて、ディジタル信号再生装置１００による再生信号のＤＣ制御の手順を説明する。
【００４１】
図３（ａ）は、再生信号７００を示す。比較のため、図１（ａ）と同じ符号を用いる。太い実線８００は、仮想的なＤＣ中心を示す。通常区間７２２では仮想ＤＣ中心はゼロであるが、指紋区間７２０では仮想ＤＣ中心はゼロからずれて振動する。
【００４２】
図３（ｂ）は、ＤＣ制御部１２から出力される再生信号７０２を示す。太い線は仮想的なＤＣ中心を示す。仮想ＤＣ中心は通常区間７２２および指紋区間７２０においてゼロレベルに制御されている（符号８０２）。もっともここでは、ＤＣレベルのフィードバック制御の最終的な結果を図示したものであり、フィードバック制御の過程では図３（ａ）と図３（ｂ）の間の過渡状態である。
【００４３】
ＤＣ制御部１２の役割は、図３（ａ）の太い線で示される仮想ＤＣ中心を検出し、それをキャンセルすることで、図３（ｂ）に示すようなＤＣレベルがゼロの信号波形を得ることである。
【００４４】
図３（ｃ）は、ＤＣ制御信号生成部２６から出力されるＤＣ制御信号８１０を示す。極太線で図示している部分は、フィードバック制御のゲインを大きくしたことによって発生する高周波ノイズを模式的に示したものである。フィードバック制御のゲインを大きくすると、変調された再生信号の振幅の揺れにも敏感に反応するため、ノイズが発生する。
【００４５】
重み付け判別ブロック５０は、ＤＣ制御部１２の動作過程で得られるＤＣ制御信号８１０を利用して、フィードバック制御のゲインすなわち重み付けを切り替えるための信号である判別フラグを生成する。
【００４６】
ＤＣ制御信号をフィードバック制御のゲイン調整に利用することの利点の一つは、変調された再生信号の長短周期による振幅変動に影響されることがない点である。また、エンベロープを利用すると発生頻度の少ない最大振幅ポイントに頼らざるを得なくなるが、ＤＣ制御信号の場合、ＤＣレベルのゼロクロスポイントの発生頻度が多いため、正確な情報が得られる。
【００４７】
ただし、ＤＣ制御信号生成部２６から出力されるＤＣ制御信号８１０は、図３（ｃ）に示されるように、特に指紋区間７２０においてフィードバックループのゲインを高くするため、再生信号の振幅変動に対する感度が高く、高周波のノイズが含まれる。このようなノイズが含まれたままでは、ゲイン調整の切り替え判別に用いることが難しいので、図３（ｃ）のＤＣ制御信号８１０をフィルタリング部４０に入力し、高周波成分を除去する。図３（ｄ）は、フィルタリング部４０を通過した後のＤＣ制御信号８１２を示す。
【００４８】
フィルタリング部４０の出力は絶対値演算部４２に供給され、絶対値が取られる。図３（ｅ）は、絶対値演算部４２から出力されるＤＣ制御信号８１４を示す。点線８２０は、閾値発生部４４が発生する閾値である。比較判別部４６は、ＤＣ制御信号８１４と閾値８２０を比較して、判別フラグを生成する。図３（ｆ）は、比較判別部４６から出力される判別フラグ信号を示す。図３（ｅ）においてＤＣ制御信号８１４が閾値８２０を超えるとき、判別フラグはＨｉｇｈであり、ＤＣ制御信号８１４が閾値８２０以下であるとき、判別フラグはＬｏｗである。
【００４９】
比較判別部４６が生成した判別フラグ信号はヒステリシス処理部４８に渡され、判別フラグにヒステリシスがつけられる。図３（ｇ）は、ヒステリシス処理部４８から出力されるヒステリシスをもたせた判別フラグ信号を示す。
【００５０】
図３（ｆ）では、指紋区間７２０において判別フラグはＨｉｇｈとＬｏｗの間を頻繁に切り替わっていた。ヒステリシス処理部４８によって、いったんＨｉｇｈになった判別フラグは、所定の時間以上、Ｌｏｗにならない限り、Ｈｉｇｈのまま維持されるようにヒステリシスをもたせる。これにより、図３（ｇ）に示すように、判別フラグは短時間で頻繁に切り替わることはなくなり、Ｌｏｗである状態が所定の時間以上、継続してはじめて判別フラグはＬｏｗになる。
【００５１】
これを図３（ｅ）のＤＣ制御信号８１４の変化と比較して言えば、ＤＣ制御信号８１４が閾値８２０を超えた時点でヒステリシス付き判別フラグはＨｉｇｈになり、ＤＣ制御信号８１４がたびたび閾値８２０を切ることがあっても、短時間で再び閾値８２０を超える限り、ヒステリシス付き判別フラグはＨｉｇｈのまま維持される。しかし、ＤＣ制御信号８１４が閾値８２０を切り、その状態が所定の時間以上続くと、ヒステリシス付き判別フラグはＬｏｗにリセットされる。そして、ＤＣ制御信号８１４が閾値８２０を再び超えると、ヒステリシス付き判別フラグはＨｉｇｈになり、それ以降は前述の動作を繰り返す。
【００５２】
ヒステリシス付き判別フラグにより、第１重み付け部による相対的に小さい重み付けがなされる区間Ａと、第２重み付け部による相対的に大きい重み付けがなされる区間Ｂの切り替えは、図３（ｈ）のようになる。言い替えれば、ＤＣ制御信号８１４が閾値８２０を超える状態が断続的であっても継続する区間Ｂでは、仮想的なＤＣ中心がゼロから離れているため、フィードバックループ制御のゲインを大きくし、ＤＣ制御信号８１４が一定時間以上、閾値８２０を下回ると、仮想的なＤＣ中心がゼロに近いため、フィードバック制御のゲインを小さくする。
【００５３】
フィードバック制御のゲインを大きくすると、応答速度が上がり、ＤＣレベルが速くゼロになるが、ノイズが発生し、Ｓ／Ｎ比が悪くなる。ゲインを小さくすると、応答速度は下がるが、Ｓ／Ｎ比は良くなる。そこで、ＤＣ制御信号８１４が閾値よりも大きい場合は、ゲインを大きくしてフィードバック制御の応答速度を上げ、仮想的なＤＣ中心を速くゼロにすることを優先する。ＤＣ制御信号８１４が閾値以下である場合は、仮想的なＤＣ中心がゼロ付近にあるため、ゲインを小さくしてノイズが発生するのを抑え、Ｓ／Ｎ比を良くし、有効な再生信号を取得できるようにする。図３（ｂ）において、区間ＡのＤＣ制御信号８１０は高周波のノイズがない（細い線で示される）のはそのためである。
【００５４】
このように、指紋の付着によって断続的にＤＣレベルが振動する区間であっても、ゲインをＤＣレベルの振動に合わせて適応的に調整することで、Ｓ／Ｎ比の良い再生信号を得ることができる。結果として、リトライ回数を減らし、プレイアビリティを向上されることができる。
【００５５】
以上述べたように、本実施の形態のディジタル信号再生装置１００によれば、断続的に信号レベルが減衰する指紋区間において、重み付け判別ブロック５０がＤＣ制御信号に応じて重み付けを小刻みに切り替える。これにより、指紋区間ではフィードバックループの応答特性を適応的に変化させ、応答速度を上げつつ、Ｓ／Ｎ比を確保することができる。指紋区間であっても、一律に再生信号を捨てて消失訂正処理に任せるのではなく、指紋区間における再生信号の減衰パターンに応じて、応答特性をリアルタイムに調整することで、リトライ動作を減らして、再生マージンを大幅に拡大することができる。
【００５６】
なお、重み付け判別ブロック５０による重み付けの切り替えは、ＤＣ制御信号と閾値の比較によりなされるため、指紋区間や傷のある区間を判定する必要はないことに留意する。結果的に、通常区間であっても、傷、指紋等の区間であっても、全く同じ方法で対応することができ、指紋と傷が混在するような状況にも対応することができる。また、傷や指紋等の領域をあらかじめ判別することもないため、ディスク面の傷の状態や指紋等の付着状況が変わってもすぐに対応することができる。
【００５７】
実施の形態２
図４は、実施の形態２に係るディジタル信号再生装置２００の構成図である。実施の形態１のディジタル信号再生装置１００のサンプリング部１０は、再生信号と同期したサンプリングクロックで再生信号のサンプリングを行ったが、実施の形態２では、サンプリング部１０は、所定の周波数でサンプリングを行い、再生信号とは同期しない点が、実施の形態１とは異なる。実施の形態１のディジタル信号再生装置１００と共通する機能ブロックには同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５８】
フィルタリング部１４の出力は、リサンプリングＤＰＬＬ（Digital Phase Locked Loop）１５に供給される。リサンプリングＤＰＬＬ１５は、ディジタル位相同期回路（ＤＰＬＬ）の働きにより、再生信号を所望のビットレートでリサンプリング（間引き補間）し、再生信号と同期した場合と同等のデータおよびクロックを生成する。生成されたデータとクロックは、復号部１６に供給される。復号部１６は、クロックに基づいてデータを復号し、復号データを出力する。
【００５９】
本実施の形態では、ＤＣ制御部１２によるＤＣ制御は、再生信号と非同期のサンプリングにより行われているが、ＤＣ制御の効果には何ら問題なく、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００６０】
実施の形態３
図５は、実施の形態３に係るディジタル信号再生装置３００の構成図である。実施の形態１のディジタル信号再生装置１００の重み付け判別ブロック５０は絶対値演算部４２を有し、絶対値演算部４２がフィルタリング処理されたＤＣ制御信号の絶対値を計算し、比較判別部４６はＤＣ制御信号の絶対値と閾値を比較することにより、判別フラグを求めた。実施の形態３では、重み付け判別ブロック５０は絶対値演算部４２をもたない点が異なる。実施の形態１のディジタル信号再生装置１００と共通する機能ブロックには同一符号を付し、その説明を省略する。
【００６１】
本実施の形態では、重み付け判別ブロック５０において、フィルタリング部４０から出力されるＤＣ制御信号は、比較判別部４６に供給される。比較判別部４６は、フィルタリング処理されたＤＣ制御信号が閾値発生部４４の出力する閾値の範囲内にあるか否かを判別する。ここで、閾値発生部４４が発生する閾値は、正負の値を取り、比較判別部４６は、ＤＣ制御信号が正負の閾値で挟まれる範囲内にあれば、判別フラグをＬｏｗとし、正負の閾値で挟まれる範囲外にあれば、判別フラグをＨｉｇｈとする。これにより、ＤＣ制御信号の絶対値を取らなくても閾値との比較が可能であり、絶対値演算部の構成が不要である。
【００６２】
図６（ａ）〜（ｈ）は、ディジタル信号再生装置３００の各部から出力される信号波形を示す図である。これは、実施の形態１のディジタル信号再生装置１００の各部から出力される信号波形を示した図３（ａ）〜（ｈ）と対応する。実施の形態１と共通する部分は説明を省略する。
【００６３】
図６（ｅ）は、フィルタリング部４０から出力されるＤＣ制御信号８１２であり、図６（ｄ）と同じ信号波形である。点線８２０ａ、８２０ｂは、閾値発生部４４が発生する正負の閾値である。比較判別部４６は、ＤＣ制御信号８１２が正負の閾値８２０ａ、８２０ｂで挟まれる範囲内にあるか否かを判定して、判別フラグを生成する。図６（ｆ）は、比較判別部４６から出力される判別フラグ信号を示す。図６（ｅ）においてＤＣ制御信号８１４が正負の閾値８２０ａ、８２０ｂで挟まれる範囲外にあるとき、判別フラグはＨｉｇｈであり、ＤＣ制御信号８１４がその範囲内にあるとき、判別フラグはＬｏｗである。この結果は、実施の形態１の図３（ｆ）と同じである。
【００６４】
実施の形態４
図７は、実施の形態４に係るディジタル信号再生装置４００の構成図である。実施の形態１のディジタル信号再生装置１００は、ＤＣ制御部１２を有し、仮想的なＤＣ中心がゼロになるように制御したが、実施の形態３のディジタル信号再生装置４００は、利得制御部３０を有し、再生信号の振幅が一定になるように制御する。実施の形態１のディジタル信号再生装置１００と共通する機能ブロックには同一符号を付し、その説明を省略する。
【００６５】
サンプリング部１０の出力は、利得制御部３０に供給される。利得制御部３０は、再生信号の利得を制御し、振幅が一定になるように調整する。利得制御された再生信号は、フィルタリング部１４、クロック生成部１８および振幅レベル検出部３２に供給される。
【００６６】
振幅レベル検出部３２は、再生信号の振幅レベルを検出し、振幅誤差検出部３４へ出力する。再生信号の振幅レベルは、再生信号のエンベロープ検波によって検出することができる。振幅誤差検出部３４は、再生信号の振幅レベルを所定の目標レベルと比較し、誤差信号を出力する。出力された誤差信号は、第１重み付け部２２ａおよび第２重み付け部２２ｂに供給され、互いに異なる重み付けがなされた後、選択部２４に供給される。
【００６７】
以下、実施の形態１と同様に、選択部２４は、ヒステリシス処理部４８から出力されるヒステリシス付き判別フラグに基づいて、第１重み付け部２２ａ、第２重み付け部２２ｂのいずれか一方を選択し、選択された方の出力が重み付き誤差信号として利得制御信号生成部２８に供給される。
【００６８】
利得制御信号生成部２８は、重み付き誤差信号を積分処理することによって、低域成分を抽出し、負帰還となるように極性を調節した後、利得制御信号として、利得制御部３０に供給する。
【００６９】
利得制御信号生成部２８から出力される利得制御信号は、重み付け判別ブロック５０のフィルタリング部４０にも供給される。この利得制御信号は、再生信号の振幅レベルの目標値に対する誤差を示すものであり、実施の形態１の図３（ｃ）で示したＤＣ制御信号と同様、目標値に近ければゼロ、目標値より大きければ正、目標値より小さければ負の値をとり、目標値から離れるほど絶対値が大きくなる。
【００７０】
重み付け判別ブロック５０の各構成による処理は実施の形態１と同様であり、利得制御信号が所定の閾値と比較され、誤差が閾値よりも大きい場合は、判別フラグがＨｉｇｈとなり、誤差が閾値よりも小さい場合は、判別フラグがＬｏｗとなる。重み付け判別ブロック５０は、判別フラグにはヒステリシスをもたせ、選択部２４に供給する。これにより、振幅レベルの目標値からのずれに応じて誤差信号に重み付けがなされ、振幅を一定にするためのフィードバック制御のゲインが細かく調整され、応答特性がリアルタイムで改善する。
【００７１】
本実施の形態においても、実施の形態２のように、サンプリング部１０が再生信号と非同期にサンプリングを行い、利得制御部３０による利得制御が、非同期サンプリングされたデータに基づいて行われてもよい。また、実施の形態３のように、重み付け判別ブロック５０は、絶対値演算部４２を有しない構成であってもよい。いずれの場合でも、本実施の形態の効果には変わりはない。
【００７２】
また、実施の形態１、２または３のＤＣ制御と、実施の形態４の利得制御とを組み合わせて、再生信号のＤＣ制御の後、利得制御を行うように構成してもよい。光ディスク指紋や傷に適応的に対応してＤＣレベルと振幅レベルの両方を調整することで、再生速度を低下させることなく、再生信号を正確に復号することができる。
【００７３】
実施の形態５
図８は、実施の形態５に係るディジタル信号再生装置５００の構成図である。実施の形態１、２および３のディジタル信号再生装置１００、２００、３００では、重み付け判別ブロック５０はＤＣレベルのフィードバック制御のゲイン調整を行い、実施の形態４のディジタル信号再生装置４００では、重み付け判別ブロック５０は振幅レベルのフィードバック制御のゲイン調整を行った。実施の形態５のディジタル信号再生装置５００では、重み付け判別ブロック５０は位相のフィードバック制御のゲイン調整を行う。実施の形態１のディジタル信号再生装置１００と共通する機能ブロックには同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７４】
サンプリング部１０は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）３８から与えられるサンプリングクロックにて再生信号をサンプリングする。サンプリング部１０の出力は、ＤＣ・利得制御部３６に供給される。ＤＣ・利得制御部３６は、再生信号のＤＣレベルと振幅レベルの両方を制御する。ＤＣ制御および利得制御がなされた信号は、フィルタリング部１４および位相誤差検出部３５に供給される。
【００７５】
位相誤差検出部３５は、ＤＣ・利得制御部３６が出力する再生信号とＶＣＯ３８から供給されたサンプリングクロックとの間で位相比較を行い、位相誤差を抽出する。位相誤差検出部３５から出力された位相誤差は、第１重み付け部２２ａおよび第２重み付け部２２ｂに供給され、互いに異なる重み付けがなされた後、選択部２４に供給される。
【００７６】
以下、実施の形態１と同様に、選択部２４は、ヒステリシス処理部４８から出力されるヒステリシス付き判別フラグに基づいて、第１重み付け部２２ａ、第２重み付け部２２ｂのいずれか一方を選択し、選択された方の出力が重み付き誤差信号として位相制御信号生成部２９に供給される。
【００７７】
位相制御信号生成部２９は、重み付き誤差信号を積分処理することによって、低域成分を抽出し、負帰還となるように極性を調節した後、位相制御信号として、ＶＣＯ３８に供給する。ＶＣＯ３８は、「位相制御部」の一例であり、位相制御信号に基づいて位相誤差がゼロになるようにサンプリングクロックを調整する。
【００７８】
位相制御信号生成部２９から出力される位相制御信号は、重み付け判別ブロック５０のフィルタリング部４０にも供給される。この位相制御信号は、再生信号とサンプリングクロックの位相誤差を示すものであり、実施の形態１の図３（ｃ）で示したＤＣ制御信号と同様、位相誤差に応じて正負の値をとり、位相誤差が大きいほど絶対値が大きくなる。
【００７９】
重み付け判別ブロック５０の各構成による処理は実施の形態１と同様であり、位相制御信号が所定の閾値と比較され、誤差が閾値よりも大きい場合は、判別フラグがＨｉｇｈとなり、誤差が閾値よりも小さい場合は、判別フラグがＬｏｗとなる。重み付け判別ブロック５０は、判別フラグにはヒステリシスをもたせ、選択部２４に供給する。これにより、位相誤差の大きさに応じて誤差信号に重み付けがなされ、位相誤差をゼロに補正するためのフィードバック制御のゲインが細かく調整され、応答特性がリアルタイムで改善する。
【００８０】
実施の形態６
図９は、実施の形態６に係るディジタル信号再生装置６００の構成図である。本実施の形態では、再生信号と同期しないでサンプリングデータに対してＤＣ制御と利得制御を行う点が実施の形態５とは異なる。実施の形態５のディジタル信号再生装置１００と共通する機能ブロックには同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８１】
サンプリング部１０は、再生信号に同期していない所定のクロックでサンプリングを行い、ＤＣ・利得制御部３６は、非同期のサンプリングデータに対してＤＣレベルと利得の制御を行い、フィルタリング部１４に供給する。フィルタリング部１４の出力は、リサンプリングＤＰＬＬ１５に供給され、タイミング生成部３９から供給されたタイミング情報に基づき、リサンプリング動作を行い、再生信号と同期した場合と同等のデータとクロックを生成する。復号部１６は、リサンプリングＤＰＬＬ１５から供給されるクロックに基づいてデータを復号し、復号データを出力する。
【００８２】
リサンプリングＤＰＬＬ１５によってリサンプリングされた信号は、位相誤差検出部３５にも供給される。位相誤差検出部３５は、タイミング生成部３９から供給されたクロックと位相比較を行い、位相誤差を抽出する。位相誤差検出部３５から出力された位相誤差は、第１重み付け部２２ａおよび第２重み付け部２２ｂに供給され、互いに異なる重み付けがなされた後、選択部２４に供給される。
【００８３】
以下、実施の形態５と同様に、選択部２４は、ヒステリシス処理部４８から出力されるヒステリシス付き判別フラグに基づいて、第１重み付け部２２ａ、第２重み付け部２２ｂのいずれか一方を選択し、選択された方の出力が重み付き誤差信号として位相制御信号生成部２９に供給される。
【００８４】
位相制御信号生成部２９は、重み付き誤差信号を積分処理することによって、低域成分を抽出し、負帰還となるように極性を調節した後、位相制御信号として、タイミング生成部３９に供給する。タイミング生成部３９は、「位相制御部」の一例であり、位相制御信号に基づいて適正なタイミング信号を生成することにより、リサンプリングＤＰＬＬ１５によるリサンプリングにおける位相誤差を制御する。
【００８５】
位相制御信号生成部２９から出力される位相制御信号は、重み付け判別ブロック５０のフィルタリング部４０にも供給される。重み付け判別ブロック５０の各構成による処理は実施の形態３と同様であり、位相制御信号が閾値発生部４４の出力する閾値の範囲内にあるか否かが判別され、位相制御信号が正負の閾値で挟まれる範囲内にあれば、判別フラグはＬｏｗとなり、正負の閾値で挟まれる範囲外にあれば、判別フラグをＨｉｇｈとなる。重み付け判別ブロック５０は、判別フラグにはヒステリシスをもたせ、選択部２４に供給する。これにより、再生信号の位相のずれに応じて誤差信号に重み付けがなされ、位相誤差をゼロにするための閉ループ制御のゲインが細かく調整される。
【００８６】
なお、本実施の形態において、実施の形態５のように重み付け判別ブロック５０に絶対値演算部４２の構成をもたせてもよいことは言うまでもない。
【００８７】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。特に、本実施の形態では、記録媒体として、ＤＶＤやＢＤの光ディスクを一例に説明したが、本発明は、これに限らず、光磁気ディスク等の指紋や埃等により再生に影響を与える記録媒体であれば、適用可能である。
【００８８】
上記の実施の形態では、重み付け部を二つ設け、誤差信号に二段階の重み付けを行ったが、重み付け部を一つだけ設け、重み付けなしと重み付けありの二段階の重み付けを行ってもよい。また、重み付け部を三つ以上設けて、多段階の重み付けを行ってもよい。
【００８９】
上記の実施の形態では、再生信号のＤＣレベル、振幅レベル、および位相を制御するフィードバックループのゲインをフィードバックの制御信号に基づいて調整することで、ディスク面の傷や指紋などが存在する区間における再生信号の乱れに対処した。フィードバック制御の対象は、実施の形態で挙げたものに限られず、再生信号から抽出される何らかの意味のあるデータであって、ディスク面の傷や指紋等によって乱れが生じるものであれば、同じ制御方法を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】図１（ａ）〜（ｄ）は、ディスク面に付着した指紋が再生信号に与える影響を説明する図である。
【図２】実施の形態１に係るディジタル信号再生装置の構成図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｈ）は、図２のディジタル信号再生装置の各部から出力される信号波形を示す図である。
【図４】実施の形態２に係るディジタル信号再生装置の構成図である。
【図５】実施の形態３に係るディジタル信号再生装置の構成図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｈ）は、図５のディジタル信号再生装置の各部から出力される信号波形を示す図である。
【図７】実施の形態４に係るディジタル信号再生装置の構成図である。
【図８】実施の形態５に係るディジタル信号再生装置の構成図である。
【図９】実施の形態６に係るディジタル信号再生装置の構成図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０  サンプリング部、  １２  ＤＣ制御部、  １４  フィルタリング部、  １５  リサンプリングＤＰＬＬ、  １６  復号部、  １８  クロック生成部、  ２０  ２値化部、  ２２  重み付け部、  ２４  選択部、  ２６  ＤＣ制御信号生成部、  ２８  利得制御信号生成部、  ２９  位相制御信号生成部、  ３０  利得制御部、  ３２  振幅レベル検出部、  ３４  振幅誤差検出部、  ３５  位相誤差検出部、  ３６  ＤＣ・利得制御部、  ３８  ＶＣＯ、  ３９  タイミング生成部、  ４０  フィルタリング部、  ４２  絶対値演算部、  ４４  閾値発生部、  ４６  比較判別部、  ４８  ヒステリシス処理部、  ５０  重み付け判別ブロック、  ６０  フィードバック制御ブロック、  ７０  重み付き誤差信号生成ブロック、  １００  ディジタル信号再生装置。
【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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