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JP2010055671A - ディフェクト検出回路、光ディスク装置及びディフェクト検出方法 - Google Patents

ディフェクト検出回路、光ディスク装置及びディフェクト検出方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ディフェクト領域への突入及びディフェクト領域からの脱出の応答速度を速くすること。
【解決手段】光ディスクのディフェクトを検出するディフェクト検出回路であって、光ディスクから読み取られたRF信号を復号処理し、前記RF信号のステート情報を生成する復号処理部と、前記ステート情報に基づいて、前記RF信号を抽出し、エンベローブ信号を生成するエンベローブ信号生成回路と、前記エンベローブ信号に基づいて、ディフェクト領域か否かを判定し、制御信号を出力するディフェクト判定部と、を備えたディフェクト検出回路である。
【選択図】図1

Description

本発明は光ディスクのディフェクト検出回路、これを備えた光ディスク装置及びディフェクト検出方法に関する。
近年、情報の記憶媒体としてCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disk)、BD(Blu-ray Disc)などの光ディスクが多く用いられている。光ディスクの回転は、サーボ制御により制御される。また、光ディスクに対する情報の読み出し・書き込みを行うためのピックアップの位置もサーボ制御により制御される。このサーボ制御により、光ディスク装置は、情報の読み出し・書き込みを安定して行うことができる。しかし、光ディスクには、ディスク面に付着した指紋などの汚れや傷などによる欠陥領域が存在する。このような欠陥領域では、光ディスクから適切な反射光が得られず、サーボ制御が不安定になる。そのため、データの読み出し・書き込みに不具合を生じる可能性がある。
そこで、ピックアップが欠陥領域上を通過する場合、サーボ制御を欠陥領域直前の状態で固定する。このようなサーボ制御では、欠陥領域を検出する必要がある。特許文献1には、光ディスクの欠陥領域を検出するためのディフェクト検出回路が開示されている。
特許文献1に開示されている光ディスク装置1のブロック図を図4に示す。図4に示すように光ディスク装置1は、光ディスク回転モータ10、ピックアップ20、サーボ制御回路30、AGC(Automatic Gain Control)回路40、ディフェクト検出回路50を有している。
光ディスク回転モータ10は、光ディスクを回転させるモータである。ピックアップ20は、光ディスクへのレーザー光の出力、及び、光ディスクからの反射光の光量に応じた振幅を有するRF(Radio Frequency)入力信号Xの生成を行う。サーボ制御回路30は、RF入力信号Xの状態に応じて回転モータ10の回転速度とピックアップ20の位置を制御する制御信号を出力する。また、サーボ制御回路30は、ディフェクト検出回路50が出力するホールドイネーブル信号に基づき増幅率を固定する。
AGC回路40は、振幅が変動するRF入力信号Xを略一定の振幅の信号に増幅して、内部回路(不図示)にAGC出力信号Zとして出力する。内部回路では、AGC出力信号Zに基づいて信号の処理が行われる。また、AGC回路40は、ディフェクト検出回路50が出力するホールドイネーブル信号に基づき増幅率を固定する。
ディフェクト検出回路50は、ピークホールド検波回路51、傾き検出回路52、比較回路53、比較電圧制御回路54を有し、RF入力信号Xの振幅に基づきディフェクト領域を検出する。
ピークホールド検波回路51は、RF入力信号Xのピークレベルの変動に応じて信号レベルが変動するエンベロープ信号を生成する。傾き検出回路52は、エンベロープ信号の信号レベルの変化率に基づきエンベロープ信号の傾きを検出し、傾き検出信号を出力する。比較回路53は、傾き検出信号と基準電圧によって指定される所定の範囲とを比較し、ディフェクト検出信号Yを出力する。比較電圧制御回路54は、RF入力信号Xと振幅基準値Vrefとを比較し、この比較結果に基づいて比較電圧Vcompを比較回路53に供給する。
欠陥領域では、正常な領域よりも信号の振幅が小さくなり、欠陥領域への突入時及び欠陥領域からの脱出時にエンベロープ信号の傾きが大きくなる。そのため、上記構成により、欠陥領域を検出することができる。
特開2008−047164号公報
ところで、光ディスクに記録されているマーク/スペースの時間長さはチャネルクロックの周期Tの整数倍の長さを有する。ここで、スペースとは、トラックにおいてマークが形成されていない部分を言う。このマーク/スペースの最短の長さは、例えばDVDでは3Tである。ここで、3T〜5Tの短いマーク及びスペースに対応するRF信号の振幅はその長さとともに徐々に大きくなり、6T以上のマーク及びスペースに対応するRF信号の振幅は一定値となる。
そのため、ピークホールド回路51では、3〜5Tのマーク/スペースを欠陥として検出しないように、RF信号のピークホールドを行うための検波回路の時定数を、ある程度大きく設定する必要がある。他方、時定数が大きいほど、傾き検出回路52で生成される微分信号(RFエンペロープ信号の傾き)は小さくなる。そのため、ディフェクト領域への突入及びディフェクト領域からの脱出の応答速度が遅くなるという問題があった。
本発明の一態様は、
光ディスクのディフェクトを検出するディフェクト検出回路であって、
光ディスクから読み取られたRF信号を復号処理し、前記RF信号のステート情報を生成する復号処理部と、
前記ステート情報に基づいて、前記RF信号を抽出し、エンベローブ信号を生成するエンベローブ信号生成回路と、
前記エンベローブ信号に基づいて、ディフェクト領域か否かを判定し、制御信号を出力するディフェクト判定部と、を備えたディフェクト検出回路である。
本発明の他の一態様は、
光ディスクから読み取られたRF信号を復号処理し、前記RF信号のステート情報を生成する復号処理部と、
前記ステート情報に基づいて、前記RF信号を抽出し、エンベローブ信号を生成するエンベローブ信号生成回路と、
前記エンベローブ信号に基づいて、ディフェクト領域か否かを判定し、制御信号を出力するディフェクト判定部と、を備えた光ディスク装置である。
本発明の他の一態様は、
光ディスクから読み取られたRF信号を復号処理して前記RF信号のステート情報を生成し、
前記ステート情報に基づいて、前記RF信号を抽出してエンベローブ信号を生成し、
前記エンベローブ信号に基づいて、ディフェクト領域か否かを判定するディフェクト検出方法である。
本発明に係るディフェクト検出回路により、ディフェクト領域への突入及びディフェクト領域からの脱出の応答速度が速くなる。
実施の形態1
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。実施の形態1に係る光ディスク装置は、レーザー光を用いて光ディスク(例えば、CD、DVD、BDなど)から情報の再生及び記録を行うものである。再生は、レーザー光を記録面に照射し、その反射光の光量の変化を検出することにより行う。
実施の形態1に係る光ディスク装置のブロック図を図1に示す。図1に示すように、実施の形態1に係る光ディスク装置は、光ディスク回転モータ110、ピックアップ120、サーボ制御回路130、AGC回路140、ディフェクト検出回路150、PRML(Partial Response Maximum Likelihood)処理回路160を有している。
光ディスク回転モータ110は、光ディスクを回転させるモータであって、サーボ制御回路130から入力される制御信号に基づき、光ディスクの回転速度を制御する。ピックアップ120は、光ディスクへのレーザー光の出力、及び、光ディスクからの反射光の光量に応じた振幅を有するRF入力信号Xの生成を行う。ピックアップ120は、例えばサーボモータによって光ディスク表面に沿って移動可能である。ピックアップ120の位置制御を行うサーボモータは、サーボ制御回路130によって制御される。
サーボ制御回路130は、RF入力信号Xに応じて光ディスクの回転速度とピックアップの位置を制御する制御信号を出力する。また、サーボ制御回路130は、ディフェクト検出回路150が出力するホールドイネーブル信号に基づき増幅率を固定する。
光ディスク装置では、情報記録又は光ディスクからの情報再生を行う際に、トラッキングサーボ制御、フォーカスサーボ制御、スピンドルサーボ制御、スレッドサーボ制御が行われる。
トラッキングサーボ制御は、光ディスクからの反射光を用いて光スポット中心と光ディスクのグルーブ中心との位置ずれを検出し、この位置ずれを補正するようピックアップの位置を制御する。これにより、光ディスク上のグルーブの中心に光スポットの中心を維持する。
フォーカスサーボ制御は、光ディスクからの反射光を用いてレーザー光を集光する対物レンズの焦点位置のずれを検出し、この焦点ずれを補正するようピックアップの位置を制御する。これによって、光ディスクの上下ぶれに追随して、レーザー光を集光する対物レンズの焦点位置を光ディスクの面上に維持する。
スピンドルサーボ制御は、再生RF信号のデータレート、ウォブル周波数を一定とするように光ディスク回転モータの回転速度を制御する。
スレッドサーボ制御は、トラッキングのDC成分に追従するようにピックアップの傾きを制御することで長距離シークを可能にする。
AGC回路140は、振幅が変動するRF入力信号Xを略一定の振幅の信号に増幅して、PRML処理回路160にAGC出力信号Zとして出力する。なお、RF入力信号Xの振幅の変動は、例えばレーザー光の光量の揺らぎや光ディスク表面の指紋や傷等のディフェクト(欠陥)により発生する。また、AGC回路140は、ディフェクト検出回路150が出力するホールドイネーブル信号に基づき増幅率を固定する。
PRML処理回路160では、AGC出力信号Zに基づいて信号のPRML処理すなわち復号処理が行われる。
ディフェクト検出回路150は、RF入力信号Xの振幅に基づきディフェクト領域を検出する。このディフェクト検出回路150について、詳細に説明する。ディフェクト検出回路150は、RF信号レベル抽出回路151、傾き検出回路152、比較回路153、比較電圧制御回路154、減算器155、ステート判定回路156を有している。
ステート判定回路156は、PRML処理回路160で行ったPRML処理において遷移するステートのうち、特定のステートの連続回数を判定する。例えば、DVDでPR(1221)を用いた場合、ボトムレベルを示すステートS0(000)の連続回数あるいはトップレベルを示すステートS5(111)の連続回数を判定する。これから、6T以上のマーク(トップレベル)/スペース(ボトムレベル)を抽出することができる。
RF信号レベル抽出回路151は、ステート判定回路156での判定結果に基づき、所定の連続回数で保護を掛けた特定ステートにおけるRF入力信号Xのみを抽出し、RF入力信号Xの極大値を結んだトップ・エンベロープ信号及びRF入力信号Xの極小値を結んだボトム・エンベロープ信号を生成する。PR(1221)の場合、所定の連続回数で保護を掛けたステートS0(000)でのRF入力信号Xを抽出してボトム・エンベロープ信号を生成する。また、連続回数で保護を掛けたステートS5(111)でのRF入力信号Xを抽出してトップ・エンベロープ信号を生成する。
本実施の形態では、トップ・エンベロープ信号及びボトム・エンベロープ信号の両者を生成している。そのため、暗欠陥領域及び明欠陥領域のいずれについても精度良く検出することができ、好ましい。ここで、いずれか一方のエンベロープ信号のみから欠陥領域を検出してもよい。その場合、減算器155は不要となる。
減算器155は、ピーク・エンベロープ信号とボトム・エンベロープ信号との差を求め振幅・エンベロープ信号を出力する。
傾き検出回路152は、減算器155が生成した振幅・エンベロープ信号を微分し、微分値(振幅・エンベロープ信号の変化率)からエンベロープ信号の傾きを検出し、傾き検出信号を出力する。例えば、エンベロープ信号の信号レベルに変化がない場合、傾き検出信号は所定の信号レベルを維持する。一方、エンベロープ信号の信号レベルが変動した場合、エンベロープ信号の変化率に応じて傾き検出信号の信号レベルを変動させる。傾き検出信号の信号レベルの変動は、エンベロープ信号の変化率が大きいほど大きなものとなる。なお、本実施の形態では、振幅・エンベロープ信号から傾き検出信号を生成しているが、トップ・エンベロープ信号、ボトム・エンベロープ信号のそれぞれから傾き検出信号を生成してもよい。
比較回路153は、傾き検出信号と基準電圧Vcompによって指定される所定の範囲とを比較し、ディフェクト検出信号Yを出力する。例えば、傾き検出回路152がエンベロープ信号の信号レベルの降下(負の変化率)を検出し、その変化率に応じて変動した傾き検出信号の信号レベルが所定の範囲を外れた場合、ディフェクト信号の信号レベルはロウレベルからハイレベルに変化する。一方、傾き検出回路152がエンベロープ信号の信号レベルの上昇(正の変化率)を検出し、その変化率に応じて変動した傾き検出信号の信号レベルが所定の範囲を外れた場合、ディフェクト信号の信号レベルはハイレベルからロウレベルに変化する。
なお、所定の範囲は、例えばエンベロープ信号に傾き0の場合の傾き検出信号の信号レベルを中心として上下に上限値と下限値を設けたものである。この上限値及び下限値は、ディフェクトによって発生するRF入力信号Xの振幅変化を検出可能であって、レーザー光の揺らぎによって発生するRF入力信号Xの振幅変化には反応しない程度に設定することが好ましい。この所定の範囲を設定する比較電圧Vcompは、比較電圧制御回路154によって生成される。
比較電圧制御回路154は、減算器155が生成した振幅・エンベロープ信号と振幅基準値とを比較し、この比較結果に基づいて基準電圧Vrefを係数倍した比較電圧Vcompを比較回路153に供給する。なお、係数は、任意に設定することができる。また、係数は、振幅・エンベロープ信号と振幅基準値との比較結果に基づいて変化させても良い。比較電圧制御回路154の動作についてより詳細に説明する。比較電圧制御回路154は、振幅・エンベロープ信号が振幅基準値よりも小さいと判断した場合、基準電圧Vrefに掛ける係数を小さくする。これによって、比較電圧Vcompの電圧レベルは小さくなる。一方、振幅・エンベロープ信号が振幅基準値よりも大きいと判断した場合、基準電圧Vrefに掛ける係数を小さくする。これによって、比較電圧Vcompの電圧レベルは大きくなる。
このように、振幅・エンベロープ信号に応じて比較電圧Vcompの電圧レベルを変更することで、振幅・エンベロープ信号が小さくなったことにより傾きが小さくなったディフェクトを検出することが可能となる。一方、振幅・エンベロープ信号が大きい場合には、振幅レベルが大きくなったことによって大きくなった傾きに応じてディフェクト領域を選択的に検出することが可能である。
なお、基準電圧Vrefは、振幅・エンベロープ信号が任意に設定された振幅レベルである場合にディフェクト領域を選択的に検出できる電圧レベルとして、予め設定される。また、振幅基準値は、基準電圧Vrefの設定時に使用した振幅レベルに相当する値を予め設定する。この基準電圧Vrefと振幅基準値とは、任意に値を設定することが可能であり、前述の設定方法は一例を示すものである。
このディフェクト検出信号Yは、サーボ制御回路130とAGC回路140とにホールドイネーブル信号として入力される。サーボ制御回路130及びAGC回路140は、例えばホールドイネーブル信号がハイレベルである期間は、それ以前の制御状態及び増幅率を維持する。一方、ホールドイネーブル信号がロウレベルである期間では、サーボ制御回路130は、光ディスクからの情報の再生が安定するように各種制御を行い、AGC回路140はRF入力信号Xの振幅に応じて増幅率を変更する。
次に、ディフェクト検出回路150の動作の一例を示すタイミングチャートを図2に示し、この図を参照してディフェクト検出回路150の動作を説明する。RF信号レベル抽出回路151は、RF入力信号Xが入力されると、ステート判定回路156が生成したステート情報に応じて、トップ・エンベロープ信号及びボトム・エンベロープ信号を生成する。続いて、減算器155は、両エンベロープ信号から振幅・エンベローブ信号を生成する。振幅・エンベローブ信号の傾きに応じて、傾き検出回路152が傾き検出信号を生成する。そして、傾き検出信号の信号レベルが所定の範囲以上になった場合に、比較回路153がディフェクト検出信号Yの信号レベルを変化させる。なお、図2に示す例では、所定の範囲は、上限値Vth_Hと下限値Vth_Lとの間の範囲である。
図2に示す例では、ピックアップがディフェクト領域の上部に達するタイミングt3でRF入力信号Xの振幅が小さくなる。このとき、エンベロープ信号の信号レベルは、このRF入力信号Xの信号レベルの変化に応じて低下する。このエンベロープ信号の変化率は負であるため、傾き検出信号の信号レベルは低下する。また、タイミングt3における傾き検出信号の信号レベルは、所定の範囲の下限値Vth_Lを下回る。これによって、ディフェクト検出信号Yはロウレベルからハイレベルに変化する。
また、タイミングt4でピックアップがディフェクト領域の上部を脱出すると、RF入力信号Xの振幅が大きくなる。このとき、エンベロープ信号の信号レベルは、このRF入力信号Xの信号レベルの変化に応じて上昇する。このエンベロープ信号の変化率は正であるため、傾き検出信号の信号レベルは上昇する。また、タイミングt4における傾き検出信号の信号レベルは、所定の範囲の上限値Vth_Hを上回る。これによって、ディフェクト検出信号Yはハイレベルからロウレベルに変化する。
一方、タイミングt1〜t2及びタイミングt5〜t6においても、RF入力信号Xの振幅が小さくなる。この期間におけるRF入力信号Xの振幅変化は、例えばレーザー光の揺らぎ等によるものであって、タイミングt3〜t4における振幅の低下に比べて小さい。従って、エンベロープ信号の信号レベルの低下及び傾き検出信号の信号レベルの変動は、タイミングt3〜t4の期間に比べて小さい。このとき、傾き検出信号の信号レベルの変動は、所定の範囲内に十分収まるものである。そのため、ディフェクト検出信号Yの信号レベルは変化しない。
次に、図3を用いて本発明の効果について説明する。実線で記載された曲線が実施の形態1に係る信号曲線であり、破線で記載された曲線が特許文献1に記載された構成での信号曲線である。
特許文献1に記載のピークホールド検波回路では、例えばDVDにおける3〜5Tのマーク/スペースを欠陥として検出しないように、RF信号のピークホールドを行うための検波回路の時定数(例えば、ローパスフィルターにおけるRC時定数)を、ある程度大きく設定する必要があった。そのため、図3に破線で示すように、生成されるトップ/ボトム・エンベロープ信号及び振幅・エンベローブ信号の変動は、実際のRF入力信号Xの振幅変動よりも緩やかであった。そのため、ディフェクト領域への突入及びディフェクト領域からの脱出の応答速度が遅くなっている。
一方、実施の形態1に係るディフェクト検出回路150では、RF信号レベル抽出回路151が、RF入力信号のうち、ステート判定回路156で判定された特定ステートにおけるRF入力信号Xのみを抽出する。そして、RF入力信号Xの極大値を結んだトップ・エンベロープ信号及びRF入力信号Xの極小値を結んだボトム・エンベロープ信号を生成する。すなわち、ピークホールド検波回路が不要であって、時定数を設ける必要がない。
そのため、図3に実線で示すように、生成されるトップ/ボトム・エンベロープ信号及び振幅・エンベロープ信号の変動が、実際のRF入力信号Xの振幅変動に近づく。従って、傾き検出信号の変化も急峻になり、ディフェクト検出信号Yの切り替わり、すなわち、ディフェクト領域への突入及びディフェクト領域からの脱出の応答速度も速くなっている。これにより、欠陥領域がある場合に、より良好なサーボ制御を実現することができる。実施の形態1に係る構成では、ボトム・エンベロープ信号を生成するための時定数の設定が不要であるが、もちろん、従来よりも小さい時定数を設定してもよい。
また、特許文献1に記載のピークホールド検波回路では、上記時定数を最適化するための回路が必要となる。さらに、最適な時定数は再生ビットレートにより異なるから、再生ビットレートに応じた最適な時定数を設定するための回路も必要となる。従って、特許文献1に記載のピークホールド検波回路は回路規模が大きくなりやすい。一方、本発明では、PRML処理によるステート情報を有効利用するため、特許文献1に比べ、回路規模を極めて小さくすることができる。
さらに、特許文献1に記載の構成では、トップ・エンベロープ信号とボトム・エンベロープ信号とから振幅・エンベロープ信号を生成するためには、上記の理由から回路規模が大型化する。一方、本発明では、PRML処理によるステート情報を有効利用するため、回路規模それほど大型化せずに容易に振幅・エンベロープ信号を生成することができる。これにより、トップ・エンベロープ信号とボトム・エンベロープ信号のいずれか一方から傾きを検出するよりも、ディフェクト領域への突入及びディフェクト領域からの脱出の応答速度を速くすることができる。その上、暗欠陥領域及び明欠陥領域のいずれについても精度良く検出することができる。
実施の形態1に係る光ディスク装置のブロック図である。 実施の形態1に係るディフェクト検出回路の動作を示すタイミングチャートである。 実施の形態1及び比較例のディフェクトの検出結果の関係を示す図である。 特許文献1の図1である。
符号の説明
110 光ディスク回転モータ
120 ピックアップ
130 サーボ制御回路
140 AGC回路
150 ディフェクト検出回路
151 RF信号レベル抽出回路
152 傾き検出回路
153 比較回路
154 比較電圧制御回路
155 減算器
156 ステート判定回路
160 PRML処理回路
Vcomp 比較電圧
Vref 基準電圧
X RF入力信号
Y ディフェクト検出信号
Z AGC出力信号

Claims (12)

  1. 光ディスクのディフェクトを検出するディフェクト検出回路であって、
    光ディスクから読み取られたRF信号を復号処理し、前記RF信号のステート情報を生成する復号処理部と、
    前記ステート情報に基づいて、前記RF信号を抽出し、エンベローブ信号を生成するエンベローブ信号生成回路と、
    前記エンベローブ信号に基づいて、ディフェクト領域か否かを判定し、制御信号を出力するディフェクト判定部と、を備えたディフェクト検出回路。
  2. 前記復号処理がPRML処理であることを特徴とする請求項1に記載のディフェクト検出回路。
  3. 前記ディフェクト判定部は、前記エンベローブ信号の時間に対する変化量に基づいて、ディフェクト領域か否かを判定することを特徴とする請求項1又は2に記載のディフェクト検出回路。
  4. 前記エンベローブ信号生成回路は、トップエンベローブ信号とボトムエンベローブ信号とを生成し、
    前記ディフェクト判定部は、前記トップエンベローブ信号とボトムエンベローブ信号との差の時間に対する変化量に基づいて、ディフェクト領域か否かを判定することを特徴とする請求項3に記載のディフェクト検出回路。
  5. 光ディスクから読み取られたRF信号を復号処理し、前記RF信号のステート情報を生成する復号処理部と、
    前記ステート情報に基づいて、前記RF信号を抽出し、エンベローブ信号を生成するエンベローブ信号生成回路と、
    前記エンベローブ信号に基づいて、ディフェクト領域か否かを判定し、制御信号を出力するディフェクト判定部と、を備えた光ディスク装置。
  6. 前記復号処理がPRML処理であることを特徴とする請求項5に記載の光ディスク装置。
  7. 前記ディフェクト判定部は、前記エンベローブ信号の時間に対する変化量に基づいて、ディフェクト領域か否かを判定することを特徴とする請求項5又は6に記載の光ディスク装置。
  8. 前記エンベローブ信号生成回路は、トップエンベローブ信号とボトムエンベローブ信号とを生成し、
    前記ディフェクト判定部は、前記トップエンベローブ信号とボトムエンベローブ信号との差の時間に対する変化量に基づいて、ディフェクト領域か否かを判定することを特徴とする請求項7に記載の光ディスク装置。
  9. 光ディスクから読み取られたRF信号を復号処理して前記RF信号のステート情報を生成し、
    前記ステート情報に基づいて、前記RF信号を抽出してエンベローブ信号を生成し、
    前記エンベローブ信号に基づいて、ディフェクト領域か否かを判定するディフェクト検出方法。
  10. 前記復号処理がPRML処理であることを特徴とする請求項9に記載のディフェクト検出方法。
  11. 前記エンベローブ信号の時間に対する変化量に基づいて、ディフェクト領域か否かを判定することを特徴とする請求項9又は10に記載のディフェクト検出方法。
  12. 前記エンベローブ信号は、トップエンベローブ信号とボトムエンベローブ信号とを有し、当該トップエンベローブ信号とボトムエンベローブ信号との差の時間に対する変化量に基づいて、ディフェクト領域か否かを判定することを特徴とする請求項11に記載のディフェクト検出方法。
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