JP4318015B2 - 光ディスク再生装置、光ディスク記録再生装置およびレーザノイズキャンセル回路 - Google Patents
光ディスク再生装置、光ディスク記録再生装置およびレーザノイズキャンセル回路 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）やＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）などの種々の光ディスクを記録媒体として用いる光ディスク装置おいてのレーザノイズ除去に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクを記録媒体として用いた再生装置や記録再生装置が広く用いられるようになってきている。例えば、ＤＶＤプレーヤやＣＤプレーヤは、一般家庭において広く用いられている。また、ＤＶＤ−Ｒ（ＤＶＤ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ−ＲＷ（ＤＶＤ Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、ＣＤ−Ｒ（ＣＤ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＣＤ−ＲＷ（ＣＤ Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）などの記録が可能な光ディスクの記録再生装置は、例えばパーソナルコンピュータのデータ記録装置などとして広く用いられている。
【０００３】
このような光ディスクの再生装置や記録再生装置などの光ディスク装置において、光ディスクから得られる再生高周波信号（再生ＲＦ信号）には、光ディスクに照射されるレーザ光を発生源とするいわゆるレーザノイズが混入している。そこで、精度の高い再生を行うために、再生ＲＦ信号からレーザノイズを除去する方式が提案されている。
【０００４】
例えば、特開平１０−１２４９１９には、再生ＲＦ信号からＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）用のモニタ出力信号を減算することにより、再生ＲＦ信号からレーザノイズをキャンセルする方式が提案されている。この方式を用いた光ディスク再生装置を図１６に示す。
【０００５】
図１６に示すように、レーザ光源（半導体レーザ素子）１からビームスプリッタ２を通じてレーザ光を光ディスク１００に照射する。光ディスク１００からの反射光は、ビームスプリッタ２を通じてフォトディテクタ（受光素子）３に供給され、ここで電気信号に変換される。受光素子３からの出力信号は、アンプ４において増幅され、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）として演算器（加算器）５に供給される。
【０００６】
一方、レーザ光源１から照射されるレーザ光は、ビームスプリッタ２を通じてフォトディテクタ（受光素子）６にも供給され、ここで電気信号に変換される。この受光素子６からの出力信号は、レーザ光のパワー（光強度）を自動調整するために用いられるＡＰＣ用モニタ出力信号であり、パワー制御信号生成部７に供給されるとともに、利得調整機能を備えたアンプ８に供給され、ここで利得が調整された後、ＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）として演算器５に供給される。
【０００７】
演算器５においては、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）からＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）が減算（逆相加算）される。これにより、レーザノイズ成分を含む再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）から、レーザ光そのものがもついわゆる加法的なレーザノイズ成分（加法的ノイズ成分）が減算され、これを除去することができる。
【０００８】
そして、加法的ノイズ成分が除去された再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）は、イコライザ（等化器）９に供給され、ここで所定の等化処理が施された後、データ弁別部１０において、データが弁別（識別）され、弁別されたデータは、復号部１２において復号されて再生されることになる。なお、クロック再生部１１は、データを弁別する際に用いるクロック信号を再生する部分である。
【０００９】
このように、レーザ光自体が持つ加法的ノイズ成分を再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）から除去することによって、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）のゼロクロス近傍のジッタ（再生ＲＦ信号の時間軸方向の揺れ）が改善され、再生マージンを改善することができので２値検出を行う再生系を備えた光ディスク装置においては、良好な再生を行うことができるようにされる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したレーザノイズをキャンセルする従来の方式では、ゼロクロス近傍のレーザノイズはキャンセルできるものの、それ以外の部分のレーザノイズはキャンセルできない。つまり、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）は、光ディスクに照射されたレーザ光の反射光から形成されるものである。この光ディスクからの反射光は、光ディスクに照射されたレーザ光と光ディスクに記録されている記録信号（マークとスペースによって光ディスクに記録されている信号）とが掛け合わされたものである。
【００１１】
したがって、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）は、レーザ光自体が持っているいわゆる加法的ノイズ成分の他、この加法的ノイズ成分が光ディスクの記録信号によって変調するようにされた変調ノイズ成分をも含んでいる。
【００１２】
このため、図１７（Ａ）に示すように、加法的ノイズ成分と、変調ノイズ成分とを含む再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）から、レーザ光源１からのレーザ光そのものから形成され、図１７（Ｂ）に示すように加法的ノイズ成分しか含まないＡＰＣ用モニタ出力信号ｍ（ｔ）を減算しても、図１７（Ｃ）に示すように、ゼロクロス近傍のレーザノイズは除去することができるが、変調ノイズ成分は残ってしまう。
【００１３】
近年、光ディスク装置の再生系の再生信号処理は、従来の２値検出処理からＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ：最尤検出によるパーシャルレスポンス信号化）信号処理が主流になりつつある。
【００１４】
ＰＲＭＬ信号処理では、再生ＲＦ信号の識別レベルが多値となり、多値の基準レベルを持ったビタビ検出器が用いられる。このため、ＰＲＭＬ信号処理を行う再生系を備えた光ディスク装置においては、再生ＲＦ信号のゼロクロス近傍だけでなく、各基準レベル近傍においてもレーザノイズを低減させることが望ましい。
【００１５】
しかし、図１６、図１７を用いて説明した従来のレーザノイズのキャンセル方式は、従来の２値検出処理を行う再生系には有効であるが、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）から変調ノイズ成分が除去できないために、ＰＲＭＬ方式の再生信号処理を行う光ディスク装置に適用するには不十分である。
【００１６】
また、図１６、図１７を用いて説明した従来のレーザノイズのキャンセル方式の場合には、光ディスク（メディア）の反射率変動やＩ／Ｖアンプの利得変動、および、レーザパワーの変動などに応じて、レーザノイズの振幅をダイナミックに調整する必要がある。この振幅調整（利得調整）は、図１６に示した利得調整機能を備えたアンプ８により行われることになる。
【００１７】
このように、従来のレーザノイズのキャンセル方式の場合には、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路が必須となり、そのＡＧＣ回路における処理を適性に行うことは、前述のようにレーザノイズの種々の変動要因を考慮しなければならず非常に難しい。
【００１８】
以上のことにかんがみ、この発明は、再生ＲＦ信号からすべてのレーザノイズ成分を確実に、かつ、簡単に除去することが可能な光ディスク再生装置、光ディスク記録再生装置、および、光ディスク装置に適用されるレーザノイズキャンセル回路を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の光ディスク再生装置は、
光ディスクに照射するレーザ光の発生部と、
前記発生部から前記光ディスクに照射された前記レーザ光の前記光ディスクからの反射光を受光して電気信号に変換する第１の受光部と、
前記発生部から前記光ディスクに照射される前記レーザ光の少なくとも一部を受光して電気信号に変換する第２の受光部と、
前記第２の受光部の出力信号から前記レーザ光の直流成分を抽出するための低域通過フィルタと、
前記第１の受光部からの出力信号と、前記低域通過フィルタからの出力信号との積を求める第１の乗算部と、
前記第２の受光部の出力信号から前記レーザ光のレーザノイズ成分を抽出するための高域通過フィルタと、
前記第１の受光部からの出力信号と、前記高域通過フィルタからの出力信号との積を求める第２の乗算部と、
前記第１の乗算部の出力信号から前記第２の乗算部の出力信号を減算する演算部と
を備えることを特徴とする。
【００２０】
この請求項１に記載の光ディスク再生装置によれば、第２の受光部からの出力信号であるレーザ光のモニタ出力信号から低域通過フィルタによりレーザ光の直流成分が抽出され、第２の受光部からの出力信号であるレーザ光のモニタ出力信号から高域通過フィルタによりレーザ光のレーザノイズ成分が抽出さる。
【００２１】
そして、第１の乗算部により、第１の受光部からの出力信号である再生ＲＦ信号と低域通過フィルタからのレーザ光の直流成分とが掛け合わせられ、レーザ光の直流成分と、光ディスクから読み出された信号成分と、レーザノイズの加法的成分と、レーザノイズの加法的成分が記録信号によって変調された変調ノイズ成分とからなる出力信号を形成する。
【００２２】
また、第２の乗算部により、第１の受光部からの出力信号である再生ＲＦ信号と高域通過フィルタからのレーザ光のレーザノイズ成分とが掛け合わせられ、レーザノイズの加法的成分と、レーザノイズの加法的成分が記録信号によって変調された変調ノイズ成分とからなる出力信号を形成する。
【００２３】
そして、演算部において、第１の乗算部からの出力信号から第２の乗算部からの出力信号が減算（逆相加算）される。このように、積和演算を行うことにより、再生ＲＦ信号から、これに含まれるレーザノイズの加法的ノイズ成分と、変調ノイズ成分との双方を除去し、良好な再生処理を行うことができる。
【００２４】
また、請求項２に記載の光ディスク再生装置は、請求項１に記載の光ディスク再生装置であって、
前記低域通過フィルタと、前記高域通過フィルタとのそれぞれにおいて通過させるようにする通過帯域は、当該光ディスク再生装置の持つデータ転送レートに基づいて決められることを特徴とする。
【００２５】
この請求項２に記載の光ディスク再生装置によれば、低域通過フィルタと高域通過フィルタの通過帯域を示すための基準周波数ｆｃは、当該光ディスク再生装置の再生系が持つデータ転送レートに基づいて、再生ジッタの悪くなることがない適切な周波数が決められるようにされる。基準周波数ｆｃは、例えば、再生系の持つデータ転送レートの１／２（２分の１）の周波数であるナイキスト周波数ｆｎの１／１０００（１０００分の１）以下となるようにされる。
【００２６】
これにより、レーザ光の直流成分とレーザ光に含まれるレーザノイズ成分とを正確に抽出し、再生ＲＦ信号に含まれるレーザノイズの加法的成分と変調成分との両方を適切に除去（キャンセル）することができるようにされる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しながらこの発明による光ディスク再生装置、光ディスク記録再生装置、および、レーザノイズキャンセル回路の一実施の形態を説明する。以下においては、例えば、ＤＶＤなどを記録媒体として用いる光ディスク再生装置、あるいは、光ディスク記録再生装置に、この発明による光ディスク再生装置、光ディスク記録再生装置、および、レーザノイズキャンセル回路を適用した場合を例にして説明する。
【００２８】
図１は、この実施の形態の光ディスク再生装置（以下、単に光ディスク装置という。）を説明するための図である。図１において、光ディスク１００は、例えば、映画などのソフトウエアが記録されたＤＶＤである。そして、この実施の形態の光ディスク装置もまた、各種の光ディスク装置と同様にサーボ系や制御系を備えるものである。しかし、説明を簡単にするため主に再生系について説明し、、サーボ系や制御系についての説明は省略する。
【００２９】
図１に示すように、この実施の形態の光ディスク装置の再生系２０は、半導体レーザ素子２１、ビームスプリッタ２２、フォトディテクタ（第１の受光素子）２３、アンプ２４、レーザノイズキャンセル回路２５、フォトディテクタ（第２の受光素子）２６、アンプ２７、ＡＧＣ回路２８、イコライザ（等化器（図１においては、ＥＱと記載。））２９、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器３０、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路３１、ビタビ検出器３２、ＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ Ｃｏｄｅ）デコーダ３３、インターフェース回路（図１においてはＩ／Ｆと記載。）３４、接続端子３５を備えたものである。
【００３０】
また、この実施の形態の光ディスク装置において、レーザノイズキャンセル回路２５は、図１に示すように、アナログ乗算器（第１の乗算器）２５１、低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦと略称する。）２５２、高域通過フィルタ（以下、ＨＰＦと略称する。）２５３、アナログ乗算器（第２の乗算器）２５４、演算器（逆相加算を行う加算器）２５５を備えた積和演算型のものであり、レーザノイズの加法的ノイズ成分と、変調ノイズ成分との両方をキャンセル（除去）することができるようにしたものである。
【００３１】
図１に示すように、レーザ光の発生部である半導体レーザ素子（ＬＤ）２１から出射されたレーザ出力光Ｌ（ｔ）は、ビームスプリッタ２２を通じて光ディスク１００に照射される。ビームスプリッタ２２は、半導体レーザ素子２１からのレーザ出力光を透過させて光ディスク１００に照射させるとともに、半導体レーザ素子２１からのレーザ出力光をフォトディテクタ２６方向に屈折させて、これをフォトディテクタ２６に入射させるようにしている。
【００３２】
また、ビームスプリッタ２２は、光ディスク１００に照射されたレーザ出力光の光ディスク１００からの反射光をフォトディテクタ２３方向に屈折させて、これをフィトディテクタ２３に入射するようにしている。ビームスプリッタ２２でフォトディテクタ２３方向に屈折するようにされた光ディスク１００からの反射光は、フォトディテクタ２３により受光される。フォトディテクタ２３は、光ディスク１００からの反射光から再生ＲＦ信号を形成するためのものである。
【００３３】
この再生ＲＦ信号形成用のフォトディテクタ（ＲＦＰＤ）２３は、受光した光ディスク１００からの反射光を電気信号に変換し、これをアンプ２４に供給する。アンプ２４は、フォトディテクタ２３からの出力信号を所定のレベルにまで増幅し、これを再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）としてレーザノイズキャンセル回路２５の乗算器２５１に供給する。
【００３４】
一方、半導体レーザ素子１から出射され、ビームスプリッタ２２でフォトディテクタ２６方向に屈折するようにされたレーザ出力光は、フォトディテクタ２６により受光される。フォトディテクタ２６は、半導体レーザ素子１から出射するレーザ出力光のパワーを自動調整するようにするためのＡＰＣ用モニタ出力信号を形成するためのものである。
【００３５】
このＡＰＣ用モニタ出力信号形成用のフォトディテクタ（ＡＰＣＰＤ）２６において受光された半導体レーザ素子１からのレーザ出力光は、ここで電気信号に変換されて、アンプ２７に供給される。アンプ２７は、フォトディテクタ２６からの出力信号を所定のレベルにまで増幅し、これをＡＰＣ用モニタ出力信号ｍ（ｔ）として、レーザノイズキャンセル回路２５のＬＰＦ２５２と、ＨＰＦ２５３とに供給する。
【００３６】
ここで、半導体レーザ素子２１から出射されるレーザ出力光Ｌ（ｔ）は、図２の（１）式に示すように、レーザ出力光の光強度ＰとレーザノイズＮ（ｔ）との和で表される。レーザノイズＮ（ｔ）は、レーザ出力光自体が持つノイズ成分であり、レーザ出力光の出力パワーが低くなるとノイズ成分も多くなる。そして、図２において、（１）−１の光強度Ｐは直流成分（ＤＣ成分）であり、（１）−２のレーザノイズＮ（ｔ）は、交流成分（ＡＣ成分）である。
【００３７】
また、アンプ２７から出力されるＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）は、図３の（２）式に示すように、所定の変換係数Ａと、レーザ出力光Ｌ（ｔ）との和で表される。ＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）は、図３において、（２）−１に示す変換係数Ａと光強度Ｐとの積と、（２）−２に示す変換係数ＡとレーザノイズＮ（ｔ）との積との和として表すことができる。
【００３８】
また、光ディスク１００に記録されている記録信号Ｒ（ｔ）は、光ディスクに記録されているマークからのレーザ出力光の反射率をｒｍとし、光ディスクに記録されているマーク以外の部分であるスペースからのレーザ出力光の反射率をｒｓとし、また、光ディスクに記録されている信号成分をｓ（ｔ）とすると、図４の（３）式に示すように表すことができる。
【００３９】
すなわち、記録信号Ｒ（ｔ）は、図４において、（３）−１に示すように、マークの反射率ｒｍとスペースとの反射率ｒｓとの和の２分の１（マークからとスペースからの反射率の平均値）の項と、（３）−２に示すように、マークの反射率ｒｍとスペースとの反射率ｒｓとの差の絶対値（ＡＢＳ）の２分の１に光ディスク１００に記録されている信号成分ｓ（ｔ）を掛け合わせたもの（信号変調成分）の項との和によって表される。
【００４０】
ここで、（３）−１に示した項は、前述したように、マークからとスペースからの反射率の平均値でありＤＣ成分である。また、（３）−２に示した項は、光ディスク１００に記録されている信号によって変調されている反射光、すなわち、光ディスクに記録されている信号成分を示しておりＡＣ成分である。
【００４１】
そして、図１において、アンプ２４から出力される再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）は、図５の（４）式に示すように、図２の（１）式に示したレーザ出力光Ｌ（ｔ）と図４の（３）式に示した記録信号Ｒ（ｔ）との積として表すことができる。図５の（４）式において、文字ｋは比例定数である。
【００４２】
そして、図５の（４）式に、図２の（１）式、および、図４の（３）式を当てはめて展開すると、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）は、図５において、（４）−１、（４）−２、（４）−３、（４）−４に示すように、４つの項（４つの成分）に分解することができる。
【００４３】
図５において、（４）−１は、比例定数ｋと光強度Ｐと光ディスクのマークからとスペースからの反射率の平均値（（ｒｍ＋ｒｓ）／２）との積であるＤＣ成分を示す項である。また、（４）−２は、比例定数ｋとレーザノイズＮ（ｔ）とマークからとスペースからの反射率の平均値（（ｒｍ＋ｒｓ）／２）との積である加法的ノイズ成分を示す項である。
【００４４】
また、図５において、（４）−３は、比例定数ｋと光強度Ｐと反射光の信号変調成分（ＡＢＳ（ｒｍ−ｒｓ）／２×ｓ（ｔ））との積である信号成分を示す項である。また、（４）−４は、比例定数ｋとレーザノイズＮ（ｔ）と反射光の信号変調成分（ＡＢＳ（ｒｍ−ｒｓ）／２×ｓ（ｔ））との積である変調ノイズ成分を示す項である。
【００４５】
このように、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）は、図５において、（４）−２が示す加法的ノイズ成分と（４）−４が示す変調ノイズ成分との両方を含むものである。この再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）が、図１に示したように、第１の乗算器２５１と、第２の乗算器２５４とに供給される。
【００４６】
そして、第１の乗算器２５１には、図１に示したように、ＬＰＦ２５２により抽出されるＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）の低域側の成分が供給される。このＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）の低域側の成分は、図３の（２）−１に示した式で表されるＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）のＤＣ成分（係数Ａ×光強度Ｐ）である。
【００４７】
また、第２の乗算器２５４には、図１に示したように、ＬＰＦ２５３により抽出されるＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）の高域側の成分が供給される。このＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）の高域側の成分は、図３の（２）−２に示した式で表されるＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）のレーザノイズ成分（係数Ａ×レーザノイズＮ（ｔ））である。
【００４８】
そして、第１の乗算器２５１、第２の乗算器２５４のそれぞれにおいて乗算演算が行われる。ここで第１の乗算器２５１は、後段の演算器２５５において、被減算信号（引かれる信号）を形成し、第２の乗算器２５４は、後段の演算器２５５に減算信号（引く信号）を形成する。
【００４９】
まず、第１の乗算器２５１において行われる信号処理である乗算について説明する、第１の乗算器２５１には、前述したように、アンプ２４からの再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）と、ＬＰＦ２５２からのＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）のＤＣ成分（係数Ａ×光強度Ｐ）とが供給される。
【００５０】
再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）と、ＡＰＣモニタ出力信号のＤＣ成分（Ａ×Ｐ）との乗算を行うと、その結果は、図６の（５）式に示すように、（５）−１、（５）−２、（５）−３、（５）−４の４つの項（４つの成分）にまとめることができる。
【００５１】
図６において、（５）−１は、比例定数ｋと係数Ａと光強度Ｐの２乗とマークからとスペースからの反射率の平均値（（ｒｍ＋ｒｓ）／２）との積であるＤＣ成分を示す項である。また、（５）−２は、比例定数ｋと係数Ａと光強度ＰとレーザノイズＮ（ｔ）とマークからとスペースからの反射率の平均値（（ｒｍ＋ｒｓ）／２）との積である加法的ノイズ成分を示す項である。
【００５２】
また、図６において、（５）−３は、比例定数ｋと係数Ａと光強度Ｐの２乗と反射光の信号変調成分（ＡＢＳ（ｒｍ−ｒｓ）／２×ｓ（ｔ））との積である信号成分を示す項である。（５）−４は、比例定数ｋと係数Ａと光強度ＰとレーザノイズＮ（ｔ）と反射光の信号変調成分（ＡＢＳ（ｒｍ−ｒｓ）／２×ｓ（ｔ））との積である変調ノイズ成分を示す項である。
【００５３】
このように、第１の乗算器２５１においては、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）とＡＰＣ用モニタ出力信号のＤＣ成分（係数Ａ×光強度Ｐ）との乗算を行うことにより、加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分とを含み、信号レベルが高くなるようにされた再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）が形成される。
【００５４】
次に、第２の乗算器２５４においての乗算演算について説明する。前述したように、第２の乗算器２５４には、アンプ２４からの再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）と、ＨＰＦ２５３からのＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）のレーザノイズ成分（係数Ａ×レーザノイズＮ（ｔ））とが供給される。
【００５５】
再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）と、レーザノイズ成分（係数Ａ×レーザノイズＮ（ｔ））との乗算を行うと、その結果は、図７の（６）式に示すように、（６）−１、（６）−２、（６）−３、（６）−４の４つの項（４つの成分）にまとめることができる。
【００５６】
図７において、（６）−１は、比例定数ｋと係数Ａと光強度ＰとレーザノイズＮ（ｔ）とマークからとスペースからの反射率の平均値（（ｒｍ＋ｒｓ）／２）との積である加法的ノイズ成分を示す項である。また、（６）−２は、比例定数ｋと係数ＡとレーザノイズＮ（ｔ）の２乗とマークからとスペースからの反射率の平均値（（ｒｍ＋ｒｓ）／２）との積である加法的ノイズ成分の２乗を示す項である。
【００５７】
また、図７において、（６）−３は、比例定数ｋと係数Ａと光強度ＰとレーザノイズＮ（ｔ）と反射光の信号変調成分（ＡＢＳ（ｒｍ−ｒｓ）／２×ｓ（ｔ））との積である変調ノイズ成分を示す項である。また、（６）−４は、比例定数ｋと係数Ａと光強度ＰとレーザノイズＮ（ｔ）の２乗と反射光の信号変調成分（ＡＢＳ（ｒｍ−ｒｓ）／２×ｓ（ｔ））との積である変調ノイズ成分の２乗を示す項である。
【００５８】
レーザノイズＮ（ｔ）は、レーザ出力光の光強度Ｐに比べると非常に小さな値であり、レーザノイズＮ（ｔ）の２乗は非常に小さな値となる。したがって、光強度ＰとレーザノイズＮ（ｔ）との乗算を行う（６）−１および（６）−３の項に対して、レーザノイズＮ（ｔ）の２乗を含む（６）−２および（６）−４の項は、微細な値であり無視できる程度となる。
【００５９】
したがって、図７の（６）式において、（６）−２の項と、（６）−４の項とは無視できるので、この図７の（６）式は、図８の（７）式に示すように、（７）−１の加法的ノイズ成分の項と、（７）−２の変調成分の項との２つの項を持つ式にまとめることができる。
【００６０】
このように、第２の乗算器２５４においては、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）とレーザノイズ（係数Ａ×レーザノイズＮ（ｔ））との乗算を行うことにより、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）に含まれる加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分とを足し合わせた再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）に含まれるすべてのレーザノイズ成分からなる信号を形成することができる。
【００６１】
そして、第１の乗算器２５１からの出力信号と、第２の乗算器２５４からの出力信号とは、レーザノイズキャンセル回路２５の演算器２５５に供給される。ここで、第１の乗算器２５１からの出力信号から第２の乗算器からの出力信号が減算（逆相加算）される。
【００６２】
すなわち、レーザノイズキャンセル回路２５の演算器２５５においての演算処理を式で示すと、図９の（８）式に示すように、図６の（５）式から図８の（７）式を減算する処理となる。したがって、演算器２５５においては、図６に示した（５）式の（５）−２の項と（５）−４の項とが、図８に示した（７）式の（７）−１の項と（７）−２の項とにより打ち消される。
【００６３】
これにより、図９の（８）式に示したように、比例定数ｋと係数Ａと光強度Ｐの２乗とマークからとスペースからの反射率の平均値（（ｒｍ＋ｒｓ）／２）との積であるＤＣ成分（（８）−１）と、比例定数ｋと係数Ａと光強度Ｐの２乗とマークからとスペースからの反射光の信号変調成分（ＡＢＳ（ｒｍ−ｒｓ）／２×ｓ（ｔ））との積である信号成分（（８）−２）とからなる信号、すなわち、加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分とが除去された再生ＲＦ信号が演算器２５５から出力される。
【００６４】
図１０は、この実施の形態の光ディスク装置のレーザノイズキャンセル回路２５においての処理を説明するための図である。第１の乗算器２５１からの出力信号は、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）とＡＰＣ用モニタ出力信号のＤＣ成分とが掛け合わされたものであり、図１０（Ａ）に示すように、レーザノイズである加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分との両方を含む再生ＲＦ信号である。
【００６５】
また、第２の乗算器からの出力信号は、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）と、ＡＰＣ用モニタ出力信号のレーザノイズ成分とが掛け合わされたものであり、図１０（Ｂ）に示すように、第１の乗算器２５１からの出力信号に含まれる加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分とからなるものである。
【００６６】
すなわち、第１の乗算器２５１からの出力信号にも、第２の乗算器からの出力信号にも、同じレベルで加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分とが含まれていることになる。そして、前述したように、演算器２５５において、第１の乗算器２５１からの出力信号から第２の乗算器２５４からの出力信号が減算され、同じレベルで含まれる加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分の両方がキャンセルされる。これにより、図１０（Ｃ）に示すように、再生ＲＦ信号のすべての振幅レベルについてレーザノイズをキャンセルすることができる。
【００６７】
また、第１の乗算器２５１からの出力信号と、第２の乗算器２５４からの出力信号には、光ディスク１００の反射率変動やレーザパワーの変動など、再生ＲＦ信号に加わる信号レベルの変動要因が等しく加わるので、図１６を用いて説明した従来のノイズキャンセル方式のように減算する信号に対してＡＧＣを行うこともなく、簡単かつ確実に再生ＲＦ信号からすべてのレーザノイズをキャンセルすることができる。
【００６８】
そして、図１に示したこの実施の形態の光ディスク装置の再生系２０において、すべての振幅レベルにおいてのレーザノイズが除去された再生ＲＦ信号は、演算器２５５からＡＧＣ回路２８に供給される。ＡＧＣ回路２８は、例えば、光ディスクの反射率変動などによる余分な振幅変動を除去する。
【００６９】
ＡＧＣ回路２８において、余分な振幅変動が除去された再生ＲＦ信号は、イコライザ２９に供給される。イコライザ２９は、例えば、３タップトランスバーサルフィルタなどからなるものであり、再生ＲＦ信号をＰＲ（１，２，１）特性に等化する。
【００７０】
すなわち、イコライザ２９は、再生ＲＦ信号のインパルス応答でみると、図１１に示すように、図１１において矢印が示す１サンプリング点ごとの振幅比が、ピーク位置において２、その両側において１、その他では０と見なせるようないわゆるＰＲ（１，２，１）特性に等化する。
【００７１】
このようにＰＲ（１，２，１）特性に等化されたイコライザ２９からの出力信号（再生ＲＦ信号）は、図１２に示すようなアイパターンを形成することになる。図１２は、ＰＲ（１，２，１）特性に等化された再生ＲＦ信号のアイパターンの一例を示すものであり、２倍オーバーサンプル表示の例である。そして、図１２において、横軸の数字２、４、６、８、…が示す１サンプル時点におけるアイパターンの交叉点は、少なくとも４値となり、多値検出を行うことができるようにされる。
【００７２】
そして、ＰＲ（１，２，１）特性に等化されたイコライザ２９からの出力信号（再生ＲＦ信号）は、Ａ／Ｄ変換器３０において、デジタル信号に変換され、これがビタビ検出器３２に供給されて各識別レベルにおける再生データが検出される。なお、図１において、ＰＬＬ回路３１は、Ａ／Ｄ変換器３０で用いるクロック信号を形成するためのものである。
【００７３】
このように、この実施の形態の光ディスク装置の再生系は、再生ＲＦ信号をＰＲ（１，２，１）特性に透過するイコライザ２９と、ビタビ検出器３２を備え、ＰＲＭＬ方式の再生信号処理を行うものである。このため、多値検出を行うようにする再生ＲＦ信号の各識別レベルにおいて、再生ＲＦ信号から正確な再生データを検出することにより光ディスク１００からの信号を再生しなければならない。
【００７４】
そして、前述したように、この実施の形態の光ディスク装置の再生系２０においては、レーザノイズキャンセル回路２５において、再生ＲＦ信号から、レーザノイズの加法的ノイズ成分だけでなく、変調ノイズ成分をも除去している。つまり、再生ＲＦ信号のどの振幅レベルのレーザノイズをも除去している。このため、各識別レベルにおける再生ＲＦ信号の識別（ビタビ検出）を適性に、かつ、正確に行うことができることができる。
【００７５】
そして、ビタビ検出器３２からの再生データは、ＥＣＣデコーダ３３に供給され、ここでエラー訂正処理などが行われた後、インターフェース回路（図１においてはＩ／Ｆと記載。）３４、外部機器との接続端子３５を通じて外部機器に供給するようにされる。
【００７６】
この実施の形態において、光ディスク１００は、例えば、映画のソフトウエアが記録されたＤＶＤであり、光ディスク１０から再生するようにされた映画の画像データと音声データとが、Ｉ／Ｆ回路３４、接続端子３５を通じて、モニタ受像機やスピーカに供給されることになる。
【００７７】
このように、この実施の形態の光ディスク装置の再生系２０においては、再生ＲＦ信号に含まれるノイズ成分であって、半導体レーザ素子２１から出射されるレーザ出力光がもともと持っている加法的ノイズ成分と、加法ノイズ成分が光ディスクに記録されている記録信号によって変調するようにされた変調ノイズ成分との両方を効果的に除去することができる。
【００７８】
したがって、再生ＲＦ信号のすべての振幅レベルにおけるレーザノイズを除去することができるので、ＰＲＭＬ方式の再生処理を行うこの実施の形態の光ディスク装置においても、再生マージンを改善し、良好に再生処理を行うことができるようにされる。
【００７９】
また、レーザノイズキャンセル回路２５においては、処理する信号の振幅調整（ＡＧＣ）を行うこともない。したがって、再生ＲＦ信号からレーザノイズを簡単な処理で、効果的に除去することができる。
【００８０】
なお、この実施の形態において、光ディスク装置の再生系２０は、ＰＲＭＬ方式の再生処理を行うものとして説明したがこれに限るものではない。従来の２値検出による再生処理を行う再生系にも、レーザノイズキャンセル回路２５を設けるようにすることができる。
【００８１】
また、従来の２値検出による再生処理を行う再生系の場合には、ゼロクロス近傍のレーザノイズだけを効率よく除去すればよく、再生ＲＦ信号のすべての振幅レベルにおいてレーザノイズを除去する必要はない。そこで、２値検出による再生処理を行う再生系の場合には、図１３に示すように、レーザノイズキャンセル回路２５にＬＰＦ２５６を設けるようにしてもよい。
【００８２】
図１３において、ＬＰＦ２５６およびイコライザ４１以降の回路部分以外の各部は、図１に示した対応する各部と同様に構成されたものである。このため、図１３において、図１に示した光ディスク装置の再生系２０と同様に構成される部分には、図１の各部と同じ参照符号を付し、その説明については省略する。
【００８３】
そして、この図１３に示す例の場合には、アンプ２４からの再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）が、ＬＰＦ２５６に供給される。ＬＰＦ２５６は、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）の低域側の成分、すなわち、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）のＤＣ成分のみを抽出して、これを乗算器２５４に供給する。
【００８４】
したがって、乗算器２５４には、光ディスク１００に記録されている信号成分を含む信号は供給されない。このため、乗算器２５４においては、再生ＲＦ信号のＤＣ成分と、ＡＰＣモニタ出力信号のレーザノイズ成分との積である、レーザノイズの加法的ノイズ成分のみからなる信号が出力される。すなわち、乗算器２５４においては、２値化検出の場合には除去する必要のない変調ノイズ成分についての演算は行わない。
【００８５】
これにより、演算器２５５においては、再生ＲＦ信号からレーザノイズの加法的ノイズ成分のみを効率的に除去した信号が形成され、これがイコライザ４１に供給される。イコライザ４１は、これに供給された再生ＲＦ信号をＰＲ（１、１）特性に等化する。
【００８６】
ＰＲ（１，１）特性に等化された再生ＲＦ信号は、データ弁別部４２に供給され、ここでデータが弁別（識別）される。データ弁別部４２に供給された再生ＲＦ信号は、そのゼロクロス近傍のレーザノイズは、除去されているので、データ弁別部４２における弁別処理（２値検出）を正確に行うことができるようにされる。
【００８７】
そして、データ弁別部４２において弁別されたデータは、復号部４４において復号される。なお、クロック再生部４３は、データを弁別する際に用いるクロック信号を再生する部分である。復号部４４において復号されたデータは、ＥＣＣデコーダ部４５に供給され、ここで、所定のエラー検出およびエラー訂正が行われた後、インターフェース回路（図１３においてはＩ／Ｆと記載。）４６、接続端子４７を通じて、例えば、モニタ受像機やスピーカなどの外部機器に供給される。
【００８８】
このように、レーザノイズキャンセル回路２５に、ＬＰＦ２５６を設けることにより、除去する必要のない変調ノイズ成分についての演算処理を行うことなく、再生ＲＦ信号に含まれる加算的ノイズ成分についてだけの演算を行って、再生ＲＦ信号からレーザノイズの加算的ノイズ成分を除去することができる。この場合においても、レーザノイズキャンセル回路２５におけるＡＧＣは全く必要ない。
【００８９】
なお、図１、図１３に示したレーザノイズキャンセル回路２５においては、ＬＰＦ２５２、ＨＰＦ２５３における通過させる信号の周波数帯域は、再生系２０のデータ転送レートに応じて決められる。ＬＰＦ２５２とＨＰＦ２５３の通過帯域を示すための基準周波数ｆｃは、再生系２０のデータ転送レートの１／２（２分の１）の周波数であるナイキスト周波数ｆｎの１／１０００（１０００分の１）以下とされる。
【００９０】
例えば、再生系２０のデータ転送レートが６６Ｍｂｐｓである場合、ナイキスト周波数ｆｎは、３３ＭＨｚである。したがって、ＬＰＦ２５２、ＨＰＦ２５３においての基準周波数ｆｃは、前述したように基準周波数ｆｃ＝ｆｎ／１０００＝３３ｋＨｚとなる。
【００９１】
このように、ＬＰＦ２５２、ＨＰＦ２５３においての基準周波数ｆｃを、ナイキスト周波数ｆｎの１０００分の１とするのは、光ディスクから読み出したデータの再生に影響を与えるほど、再生ジッタが悪くならないようにするためである。
【００９２】
また、前述の実施の形態は、光ディスク再生装置の場合を例にして説明した。すなわち、図１４に示すように、光ディスク再生装置５０の再生系２０にノイズキャンセル回路２５を設けることにより、再生ＲＦ信号に含まれるレーザノイズである加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分との両方を除去し、光ディスクに記録されているデータを良好に再生することができる。
【００９３】
そして、再生したデータが、映像データである場合には、図１４に示すように、モニタ受像機６１に供給され、再生データに応じた映像がモニタ受像機の表示画面に表示され、また、再生したデータが、音声データである場合には、図１４に示すように、スピーカ６２に供給され、再生データに応じた音声を放音することができる。
【００９４】
また、光ディスク再生装置５０に接続される外部機器としては、モニタ受像機やスピーカなどのほか、光ディスク記録再生装置、ＨＤＤ（ハードディスク装置）、ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）、テープレコーダ、データ記録機能を備えた携帯電話端末などの携帯端末、パーソナルコンピュータなどの各種の記録装置およびネットワーク（通信網、放送網）に供給することができる。
【００９５】
もちろん、レーザノイズキャンセル回路２５を、光ディスク記録再生装置の再生系に設けるようにしてももちろんよい。すなわち、図１５に示すように、光ディスク記録再生装置７０の再生系２０にレーザノイズキャンセル回路２５を設けることにより、再生ＲＦ信号に含まれるレーザノイズである加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分との両方を除去し、光ディスクに記録されているデータを良好に再生することができる。
【００９６】
この場合、データの記録時においては、記録系４０からの記録信号に応じたレーザ出力光が、半導体レーザ素子２１から出力されることになる。記録時のレーザ出力光の光強度は、再生時に用いるレーザ出力光の光強度よりも大きくなる。すなわち、半導体レーザ素子２１は、記録時と再生時とで、ことなるパワーのレーザ出力光を出射しなければならない。
【００９７】
このため、光ディスク記録再生装置７０においては、記録モードのレーザ出力をメディアに対して最適化しなければならないため、再生モードにおいては、レーザノイズが大きいパワー領域を使用することになりやすい。しかし、レーザノイズキャンセル回路２５により、加法的ノイズ成分、変調ノイズ成分を除去することができる。
【００９８】
このように、レーザパワーの変化が大きく、再生時のノイズ特性が悪くなりやすい光ディスク記録再生装置の再生系２０にレーザノイズキャンセル回路２５を搭載することにより、再生ＲＦ信号からレーザノイズを効果的に除去することができる。
【００９９】
なお、光ディスク記録再生装置７０としては、例えば、図１５に示すように、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）８０の外部記録装置として用いられるものが考えられる。もちろん、光ディスク記録再生装置７０には、光ディスク再生装置などの各種の再生装置や他の光ディスク記録再生装置、ＨＤＤなどの記録装置、および、ネットワーク（通信網、放送網）などを接続して用いるようにすることができる。
【０１００】
また、図１、図１３に示したレーザノイズキャンセル回路２５をＩＣ化するなどして、光ディスク再生装置や光ディスク記録再生装置の再生系で用いるレーザノイズキャンセル回路（レーザノイズキャンセラー）として提供するようにし、各種の光ディスク再生装置や光ディスク記録再生装置に搭載することができる。
【０１０１】
そして、前述のように、ノイズキャンセル回路２５は、レーザノイズの加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分との両方を再生ＲＦ信号から除去することができる。したがって、レーザノイズが多いノイズ特性の悪いレーザ素子を用いた場合にも光ディスクに記録されている信号を良好に再生するようにすることができる。
【０１０２】
換言すれば、従来は使用できなかったような、ノイズ特性の悪いレーザ素子を用いるようにすることができる。これにより、レーザ素子の歩留まりを向上させ、レーザ素子のコストを低減させることができる。
【０１０３】
レーザ光を出射するレーザ素子は、波長が７８０ｎｍ（ナノメータ）の近赤外光レーザや、波長が６３０ｎｍの赤色レーザ、さらには、青色レーザや青緑色レーザなどの波長が４００ｎｍ程度、あるいは、それ以下の波長のレーザ光を用いるようにすることもできる。
【０１０４】
また、光ディスクは、前述した実施の形態の場合には、ＤＶＤであるものとして説明したがこれに限るものではない。再生専用のＤＶＤのほか、再生専用のＣＤ、記録再生用のＤＶＤやＣＤ、その他各種の光ディスクを記録媒体として用いることができる。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、再生ＲＦ信号に含まれるレーザノイズの、加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分との両方を除去することができる。このため、特に、多値の識別レベルを持つＰＲＭＬ方式の再生系に適用して、再生マージンを改善することができる。
【０１０６】
また、従来、再生ＲＦ信号からレーザノイズを除去するレーザノイズキャンセル回路に必要であったＡＧＣ回路を不要にすることができる。これにより、レーザノイズキャンセル回路においての信号利得についての調整を行う必要がなく、レーザノイズキャンセル回路を無調整化できるので、レーザノイズキャンセル回路の製造コスト、光ディスク再生装置、光ディスク記録再生装置の製造コストを押さえることができる。
【０１０７】
また、レーザノイズの加法的ノイズ成分、変調ノイズ成分の双方を効果的に除去することができるので、ノイズ特性の悪い半導体レーザ素子を光ディスク再生装置、光ディスク記録再生装置の半導体レーザ素子として用いることができる。したがって、半導体レーザ素子の歩留まりを向上させることができ、半導体レーザ素子のコストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による光ディスク再生装置、レーザノイズキャンセル回路の一実施の形態を説明するためのブロック図である。
【図２】半導体レーザ素子からのレーザ出力光Ｌ（ｔ）について説明するための式を示す図である。
【図３】ＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）について説明するための式を示す図である。
【図４】光ディスクに記録されている記録信号Ｒ（ｔ）について説明するための式を示す図である。
【図５】再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）について説明するための式を示す図である。
【図６】図１に示した第１の乗算器２５１においての処理を説明するための式を示す図である。
【図７】図１に示した第２の乗算器２５４においての処理を説明するための式を示す図である。
【図８】図１に示した第２の乗算器２５４においての処理を説明するための式を示す図である。
【図９】図１に示した演算器２５５においての処理を説明するための式を示す図である。
【図１０】レーザノイズキャンセル回路２５においての処理を説明するための図である。
【図１１】図１に示したイコライザ２９においてのＰＲ（パーシャルレスポンス）特性を説明するための図である。
【図１２】図１に示しイコライザ２９から出力される再生ＲＦ信号のアイパターンを説明するための図である。
【図１３】この発明によるレーザノイズキャンセル回路の他の例を説明するためのブロック図である。
【図１４】この発明による光ディスク再生装置の一例について説明するための図である。
【図１５】この発明による光ディスク記録再生装置の一例について説明するための図である。
【図１６】従来の光ディスク再生装置におけるレーザノイズのキャンセル処理について説明するための図である。
【図１７】従来の光ディスク再生装置におけるレーザノイズのキャンセル処理について説明するための図である。
【符号の説明】
２０…光ディスク装置の再生系、２１…半導体レーザ素子、２２…ビームスプリッタ、２３…フォトディテクタ（第１の受光素子）、２４…アンプ、２５…レーザノイズキャンセル回路、２６…フォトディテクタ（第２の受光素子）、２７…アンプ、２８…ＡＧＣ回路、２９…イコライザ（等化器）、３０…Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器、３１…ＰＬＬ回路、３２…ビタビ検出器、３３…ＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ Ｃｏｄｅ）デコーダ、３４…インターフェース回路、３５…接続端子、２５１…アナログ乗算器（第１の乗算器）、２５２…ＬＰＦ（低域通過フィルタ）、２５３…ＨＰＦ（高域通過フィルタ）、２５４…アナログ乗算器（第２の乗算器）、２５５…演算器（逆相加算を行う加算器）、１００…光ディスク
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）やＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）などの種々の光ディスクを記録媒体として用いる光ディスク装置おいてのレーザノイズ除去に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクを記録媒体として用いた再生装置や記録再生装置が広く用いられるようになってきている。例えば、ＤＶＤプレーヤやＣＤプレーヤは、一般家庭において広く用いられている。また、ＤＶＤ−Ｒ（ＤＶＤ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ−ＲＷ（ＤＶＤ Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、ＣＤ−Ｒ（ＣＤ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＣＤ−ＲＷ（ＣＤ Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）などの記録が可能な光ディスクの記録再生装置は、例えばパーソナルコンピュータのデータ記録装置などとして広く用いられている。
【０００３】
このような光ディスクの再生装置や記録再生装置などの光ディスク装置において、光ディスクから得られる再生高周波信号（再生ＲＦ信号）には、光ディスクに照射されるレーザ光を発生源とするいわゆるレーザノイズが混入している。そこで、精度の高い再生を行うために、再生ＲＦ信号からレーザノイズを除去する方式が提案されている。
【０００４】
例えば、特開平１０−１２４９１９には、再生ＲＦ信号からＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）用のモニタ出力信号を減算することにより、再生ＲＦ信号からレーザノイズをキャンセルする方式が提案されている。この方式を用いた光ディスク再生装置を図１６に示す。
【０００５】
図１６に示すように、レーザ光源（半導体レーザ素子）１からビームスプリッタ２を通じてレーザ光を光ディスク１００に照射する。光ディスク１００からの反射光は、ビームスプリッタ２を通じてフォトディテクタ（受光素子）３に供給され、ここで電気信号に変換される。受光素子３からの出力信号は、アンプ４において増幅され、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）として演算器（加算器）５に供給される。
【０００６】
一方、レーザ光源１から照射されるレーザ光は、ビームスプリッタ２を通じてフォトディテクタ（受光素子）６にも供給され、ここで電気信号に変換される。この受光素子６からの出力信号は、レーザ光のパワー（光強度）を自動調整するために用いられるＡＰＣ用モニタ出力信号であり、パワー制御信号生成部７に供給されるとともに、利得調整機能を備えたアンプ８に供給され、ここで利得が調整された後、ＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）として演算器５に供給される。
【０００７】
演算器５においては、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）からＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）が減算（逆相加算）される。これにより、レーザノイズ成分を含む再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）から、レーザ光そのものがもついわゆる加法的なレーザノイズ成分（加法的ノイズ成分）が減算され、これを除去することができる。
【０００８】
そして、加法的ノイズ成分が除去された再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）は、イコライザ（等化器）９に供給され、ここで所定の等化処理が施された後、データ弁別部１０において、データが弁別（識別）され、弁別されたデータは、復号部１２において復号されて再生されることになる。なお、クロック再生部１１は、データを弁別する際に用いるクロック信号を再生する部分である。
【０００９】
このように、レーザ光自体が持つ加法的ノイズ成分を再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）から除去することによって、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）のゼロクロス近傍のジッタ（再生ＲＦ信号の時間軸方向の揺れ）が改善され、再生マージンを改善することができので２値検出を行う再生系を備えた光ディスク装置においては、良好な再生を行うことができるようにされる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したレーザノイズをキャンセルする従来の方式では、ゼロクロス近傍のレーザノイズはキャンセルできるものの、それ以外の部分のレーザノイズはキャンセルできない。つまり、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）は、光ディスクに照射されたレーザ光の反射光から形成されるものである。この光ディスクからの反射光は、光ディスクに照射されたレーザ光と光ディスクに記録されている記録信号（マークとスペースによって光ディスクに記録されている信号）とが掛け合わされたものである。
【００１１】
したがって、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）は、レーザ光自体が持っているいわゆる加法的ノイズ成分の他、この加法的ノイズ成分が光ディスクの記録信号によって変調するようにされた変調ノイズ成分をも含んでいる。
【００１２】
このため、図１７（Ａ）に示すように、加法的ノイズ成分と、変調ノイズ成分とを含む再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）から、レーザ光源１からのレーザ光そのものから形成され、図１７（Ｂ）に示すように加法的ノイズ成分しか含まないＡＰＣ用モニタ出力信号ｍ（ｔ）を減算しても、図１７（Ｃ）に示すように、ゼロクロス近傍のレーザノイズは除去することができるが、変調ノイズ成分は残ってしまう。
【００１３】
近年、光ディスク装置の再生系の再生信号処理は、従来の２値検出処理からＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ：最尤検出によるパーシャルレスポンス信号化）信号処理が主流になりつつある。
【００１４】
ＰＲＭＬ信号処理では、再生ＲＦ信号の識別レベルが多値となり、多値の基準レベルを持ったビタビ検出器が用いられる。このため、ＰＲＭＬ信号処理を行う再生系を備えた光ディスク装置においては、再生ＲＦ信号のゼロクロス近傍だけでなく、各基準レベル近傍においてもレーザノイズを低減させることが望ましい。
【００１５】
しかし、図１６、図１７を用いて説明した従来のレーザノイズのキャンセル方式は、従来の２値検出処理を行う再生系には有効であるが、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）から変調ノイズ成分が除去できないために、ＰＲＭＬ方式の再生信号処理を行う光ディスク装置に適用するには不十分である。
【００１６】
また、図１６、図１７を用いて説明した従来のレーザノイズのキャンセル方式の場合には、光ディスク（メディア）の反射率変動やＩ／Ｖアンプの利得変動、および、レーザパワーの変動などに応じて、レーザノイズの振幅をダイナミックに調整する必要がある。この振幅調整（利得調整）は、図１６に示した利得調整機能を備えたアンプ８により行われることになる。
【００１７】
このように、従来のレーザノイズのキャンセル方式の場合には、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路が必須となり、そのＡＧＣ回路における処理を適性に行うことは、前述のようにレーザノイズの種々の変動要因を考慮しなければならず非常に難しい。
【００１８】
以上のことにかんがみ、この発明は、再生ＲＦ信号からすべてのレーザノイズ成分を確実に、かつ、簡単に除去することが可能な光ディスク再生装置、光ディスク記録再生装置、および、光ディスク装置に適用されるレーザノイズキャンセル回路を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の光ディスク再生装置は、
光ディスクに照射するレーザ光の発生部と、
前記発生部から前記光ディスクに照射された前記レーザ光の前記光ディスクからの反射光を受光して電気信号に変換する第１の受光部と、
前記発生部から前記光ディスクに照射される前記レーザ光の少なくとも一部を受光して電気信号に変換する第２の受光部と、
前記第２の受光部の出力信号から前記レーザ光の直流成分を抽出するための低域通過フィルタと、
前記第１の受光部からの出力信号と、前記低域通過フィルタからの出力信号との積を求める第１の乗算部と、
前記第２の受光部の出力信号から前記レーザ光のレーザノイズ成分を抽出するための高域通過フィルタと、
前記第１の受光部からの出力信号と、前記高域通過フィルタからの出力信号との積を求める第２の乗算部と、
前記第１の乗算部の出力信号から前記第２の乗算部の出力信号を減算する演算部と
を備えることを特徴とする。
【００２０】
この請求項１に記載の光ディスク再生装置によれば、第２の受光部からの出力信号であるレーザ光のモニタ出力信号から低域通過フィルタによりレーザ光の直流成分が抽出され、第２の受光部からの出力信号であるレーザ光のモニタ出力信号から高域通過フィルタによりレーザ光のレーザノイズ成分が抽出さる。
【００２１】
そして、第１の乗算部により、第１の受光部からの出力信号である再生ＲＦ信号と低域通過フィルタからのレーザ光の直流成分とが掛け合わせられ、レーザ光の直流成分と、光ディスクから読み出された信号成分と、レーザノイズの加法的成分と、レーザノイズの加法的成分が記録信号によって変調された変調ノイズ成分とからなる出力信号を形成する。
【００２２】
また、第２の乗算部により、第１の受光部からの出力信号である再生ＲＦ信号と高域通過フィルタからのレーザ光のレーザノイズ成分とが掛け合わせられ、レーザノイズの加法的成分と、レーザノイズの加法的成分が記録信号によって変調された変調ノイズ成分とからなる出力信号を形成する。
【００２３】
そして、演算部において、第１の乗算部からの出力信号から第２の乗算部からの出力信号が減算（逆相加算）される。このように、積和演算を行うことにより、再生ＲＦ信号から、これに含まれるレーザノイズの加法的ノイズ成分と、変調ノイズ成分との双方を除去し、良好な再生処理を行うことができる。
【００２４】
また、請求項２に記載の光ディスク再生装置は、請求項１に記載の光ディスク再生装置であって、
前記低域通過フィルタと、前記高域通過フィルタとのそれぞれにおいて通過させるようにする通過帯域は、当該光ディスク再生装置の持つデータ転送レートに基づいて決められることを特徴とする。
【００２５】
この請求項２に記載の光ディスク再生装置によれば、低域通過フィルタと高域通過フィルタの通過帯域を示すための基準周波数ｆｃは、当該光ディスク再生装置の再生系が持つデータ転送レートに基づいて、再生ジッタの悪くなることがない適切な周波数が決められるようにされる。基準周波数ｆｃは、例えば、再生系の持つデータ転送レートの１／２（２分の１）の周波数であるナイキスト周波数ｆｎの１／１０００（１０００分の１）以下となるようにされる。
【００２６】
これにより、レーザ光の直流成分とレーザ光に含まれるレーザノイズ成分とを正確に抽出し、再生ＲＦ信号に含まれるレーザノイズの加法的成分と変調成分との両方を適切に除去（キャンセル）することができるようにされる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しながらこの発明による光ディスク再生装置、光ディスク記録再生装置、および、レーザノイズキャンセル回路の一実施の形態を説明する。以下においては、例えば、ＤＶＤなどを記録媒体として用いる光ディスク再生装置、あるいは、光ディスク記録再生装置に、この発明による光ディスク再生装置、光ディスク記録再生装置、および、レーザノイズキャンセル回路を適用した場合を例にして説明する。
【００２８】
図１は、この実施の形態の光ディスク再生装置（以下、単に光ディスク装置という。）を説明するための図である。図１において、光ディスク１００は、例えば、映画などのソフトウエアが記録されたＤＶＤである。そして、この実施の形態の光ディスク装置もまた、各種の光ディスク装置と同様にサーボ系や制御系を備えるものである。しかし、説明を簡単にするため主に再生系について説明し、、サーボ系や制御系についての説明は省略する。
【００２９】
図１に示すように、この実施の形態の光ディスク装置の再生系２０は、半導体レーザ素子２１、ビームスプリッタ２２、フォトディテクタ（第１の受光素子）２３、アンプ２４、レーザノイズキャンセル回路２５、フォトディテクタ（第２の受光素子）２６、アンプ２７、ＡＧＣ回路２８、イコライザ（等化器（図１においては、ＥＱと記載。））２９、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器３０、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路３１、ビタビ検出器３２、ＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ Ｃｏｄｅ）デコーダ３３、インターフェース回路（図１においてはＩ／Ｆと記載。）３４、接続端子３５を備えたものである。
【００３０】
また、この実施の形態の光ディスク装置において、レーザノイズキャンセル回路２５は、図１に示すように、アナログ乗算器（第１の乗算器）２５１、低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦと略称する。）２５２、高域通過フィルタ（以下、ＨＰＦと略称する。）２５３、アナログ乗算器（第２の乗算器）２５４、演算器（逆相加算を行う加算器）２５５を備えた積和演算型のものであり、レーザノイズの加法的ノイズ成分と、変調ノイズ成分との両方をキャンセル（除去）することができるようにしたものである。
【００３１】
図１に示すように、レーザ光の発生部である半導体レーザ素子（ＬＤ）２１から出射されたレーザ出力光Ｌ（ｔ）は、ビームスプリッタ２２を通じて光ディスク１００に照射される。ビームスプリッタ２２は、半導体レーザ素子２１からのレーザ出力光を透過させて光ディスク１００に照射させるとともに、半導体レーザ素子２１からのレーザ出力光をフォトディテクタ２６方向に屈折させて、これをフォトディテクタ２６に入射させるようにしている。
【００３２】
また、ビームスプリッタ２２は、光ディスク１００に照射されたレーザ出力光の光ディスク１００からの反射光をフォトディテクタ２３方向に屈折させて、これをフィトディテクタ２３に入射するようにしている。ビームスプリッタ２２でフォトディテクタ２３方向に屈折するようにされた光ディスク１００からの反射光は、フォトディテクタ２３により受光される。フォトディテクタ２３は、光ディスク１００からの反射光から再生ＲＦ信号を形成するためのものである。
【００３３】
この再生ＲＦ信号形成用のフォトディテクタ（ＲＦＰＤ）２３は、受光した光ディスク１００からの反射光を電気信号に変換し、これをアンプ２４に供給する。アンプ２４は、フォトディテクタ２３からの出力信号を所定のレベルにまで増幅し、これを再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）としてレーザノイズキャンセル回路２５の乗算器２５１に供給する。
【００３４】
一方、半導体レーザ素子１から出射され、ビームスプリッタ２２でフォトディテクタ２６方向に屈折するようにされたレーザ出力光は、フォトディテクタ２６により受光される。フォトディテクタ２６は、半導体レーザ素子１から出射するレーザ出力光のパワーを自動調整するようにするためのＡＰＣ用モニタ出力信号を形成するためのものである。
【００３５】
このＡＰＣ用モニタ出力信号形成用のフォトディテクタ（ＡＰＣＰＤ）２６において受光された半導体レーザ素子１からのレーザ出力光は、ここで電気信号に変換されて、アンプ２７に供給される。アンプ２７は、フォトディテクタ２６からの出力信号を所定のレベルにまで増幅し、これをＡＰＣ用モニタ出力信号ｍ（ｔ）として、レーザノイズキャンセル回路２５のＬＰＦ２５２と、ＨＰＦ２５３とに供給する。
【００３６】
ここで、半導体レーザ素子２１から出射されるレーザ出力光Ｌ（ｔ）は、図２の（１）式に示すように、レーザ出力光の光強度ＰとレーザノイズＮ（ｔ）との和で表される。レーザノイズＮ（ｔ）は、レーザ出力光自体が持つノイズ成分であり、レーザ出力光の出力パワーが低くなるとノイズ成分も多くなる。そして、図２において、（１）−１の光強度Ｐは直流成分（ＤＣ成分）であり、（１）−２のレーザノイズＮ（ｔ）は、交流成分（ＡＣ成分）である。
【００３７】
また、アンプ２７から出力されるＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）は、図３の（２）式に示すように、所定の変換係数Ａと、レーザ出力光Ｌ（ｔ）との和で表される。ＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）は、図３において、（２）−１に示す変換係数Ａと光強度Ｐとの積と、（２）−２に示す変換係数ＡとレーザノイズＮ（ｔ）との積との和として表すことができる。
【００３８】
また、光ディスク１００に記録されている記録信号Ｒ（ｔ）は、光ディスクに記録されているマークからのレーザ出力光の反射率をｒｍとし、光ディスクに記録されているマーク以外の部分であるスペースからのレーザ出力光の反射率をｒｓとし、また、光ディスクに記録されている信号成分をｓ（ｔ）とすると、図４の（３）式に示すように表すことができる。
【００３９】
すなわち、記録信号Ｒ（ｔ）は、図４において、（３）−１に示すように、マークの反射率ｒｍとスペースとの反射率ｒｓとの和の２分の１（マークからとスペースからの反射率の平均値）の項と、（３）−２に示すように、マークの反射率ｒｍとスペースとの反射率ｒｓとの差の絶対値（ＡＢＳ）の２分の１に光ディスク１００に記録されている信号成分ｓ（ｔ）を掛け合わせたもの（信号変調成分）の項との和によって表される。
【００４０】
ここで、（３）−１に示した項は、前述したように、マークからとスペースからの反射率の平均値でありＤＣ成分である。また、（３）−２に示した項は、光ディスク１００に記録されている信号によって変調されている反射光、すなわち、光ディスクに記録されている信号成分を示しておりＡＣ成分である。
【００４１】
そして、図１において、アンプ２４から出力される再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）は、図５の（４）式に示すように、図２の（１）式に示したレーザ出力光Ｌ（ｔ）と図４の（３）式に示した記録信号Ｒ（ｔ）との積として表すことができる。図５の（４）式において、文字ｋは比例定数である。
【００４２】
そして、図５の（４）式に、図２の（１）式、および、図４の（３）式を当てはめて展開すると、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）は、図５において、（４）−１、（４）−２、（４）−３、（４）−４に示すように、４つの項（４つの成分）に分解することができる。
【００４３】
図５において、（４）−１は、比例定数ｋと光強度Ｐと光ディスクのマークからとスペースからの反射率の平均値（（ｒｍ＋ｒｓ）／２）との積であるＤＣ成分を示す項である。また、（４）−２は、比例定数ｋとレーザノイズＮ（ｔ）とマークからとスペースからの反射率の平均値（（ｒｍ＋ｒｓ）／２）との積である加法的ノイズ成分を示す項である。
【００４４】
また、図５において、（４）−３は、比例定数ｋと光強度Ｐと反射光の信号変調成分（ＡＢＳ（ｒｍ−ｒｓ）／２×ｓ（ｔ））との積である信号成分を示す項である。また、（４）−４は、比例定数ｋとレーザノイズＮ（ｔ）と反射光の信号変調成分（ＡＢＳ（ｒｍ−ｒｓ）／２×ｓ（ｔ））との積である変調ノイズ成分を示す項である。
【００４５】
このように、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）は、図５において、（４）−２が示す加法的ノイズ成分と（４）−４が示す変調ノイズ成分との両方を含むものである。この再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）が、図１に示したように、第１の乗算器２５１と、第２の乗算器２５４とに供給される。
【００４６】
そして、第１の乗算器２５１には、図１に示したように、ＬＰＦ２５２により抽出されるＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）の低域側の成分が供給される。このＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）の低域側の成分は、図３の（２）−１に示した式で表されるＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）のＤＣ成分（係数Ａ×光強度Ｐ）である。
【００４７】
また、第２の乗算器２５４には、図１に示したように、ＬＰＦ２５３により抽出されるＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）の高域側の成分が供給される。このＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）の高域側の成分は、図３の（２）−２に示した式で表されるＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）のレーザノイズ成分（係数Ａ×レーザノイズＮ（ｔ））である。
【００４８】
そして、第１の乗算器２５１、第２の乗算器２５４のそれぞれにおいて乗算演算が行われる。ここで第１の乗算器２５１は、後段の演算器２５５において、被減算信号（引かれる信号）を形成し、第２の乗算器２５４は、後段の演算器２５５に減算信号（引く信号）を形成する。
【００４９】
まず、第１の乗算器２５１において行われる信号処理である乗算について説明する、第１の乗算器２５１には、前述したように、アンプ２４からの再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）と、ＬＰＦ２５２からのＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）のＤＣ成分（係数Ａ×光強度Ｐ）とが供給される。
【００５０】
再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）と、ＡＰＣモニタ出力信号のＤＣ成分（Ａ×Ｐ）との乗算を行うと、その結果は、図６の（５）式に示すように、（５）−１、（５）−２、（５）−３、（５）−４の４つの項（４つの成分）にまとめることができる。
【００５１】
図６において、（５）−１は、比例定数ｋと係数Ａと光強度Ｐの２乗とマークからとスペースからの反射率の平均値（（ｒｍ＋ｒｓ）／２）との積であるＤＣ成分を示す項である。また、（５）−２は、比例定数ｋと係数Ａと光強度ＰとレーザノイズＮ（ｔ）とマークからとスペースからの反射率の平均値（（ｒｍ＋ｒｓ）／２）との積である加法的ノイズ成分を示す項である。
【００５２】
また、図６において、（５）−３は、比例定数ｋと係数Ａと光強度Ｐの２乗と反射光の信号変調成分（ＡＢＳ（ｒｍ−ｒｓ）／２×ｓ（ｔ））との積である信号成分を示す項である。（５）−４は、比例定数ｋと係数Ａと光強度ＰとレーザノイズＮ（ｔ）と反射光の信号変調成分（ＡＢＳ（ｒｍ−ｒｓ）／２×ｓ（ｔ））との積である変調ノイズ成分を示す項である。
【００５３】
このように、第１の乗算器２５１においては、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）とＡＰＣ用モニタ出力信号のＤＣ成分（係数Ａ×光強度Ｐ）との乗算を行うことにより、加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分とを含み、信号レベルが高くなるようにされた再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）が形成される。
【００５４】
次に、第２の乗算器２５４においての乗算演算について説明する。前述したように、第２の乗算器２５４には、アンプ２４からの再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）と、ＨＰＦ２５３からのＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）のレーザノイズ成分（係数Ａ×レーザノイズＮ（ｔ））とが供給される。
【００５５】
再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）と、レーザノイズ成分（係数Ａ×レーザノイズＮ（ｔ））との乗算を行うと、その結果は、図７の（６）式に示すように、（６）−１、（６）−２、（６）−３、（６）−４の４つの項（４つの成分）にまとめることができる。
【００５６】
図７において、（６）−１は、比例定数ｋと係数Ａと光強度ＰとレーザノイズＮ（ｔ）とマークからとスペースからの反射率の平均値（（ｒｍ＋ｒｓ）／２）との積である加法的ノイズ成分を示す項である。また、（６）−２は、比例定数ｋと係数ＡとレーザノイズＮ（ｔ）の２乗とマークからとスペースからの反射率の平均値（（ｒｍ＋ｒｓ）／２）との積である加法的ノイズ成分の２乗を示す項である。
【００５７】
また、図７において、（６）−３は、比例定数ｋと係数Ａと光強度ＰとレーザノイズＮ（ｔ）と反射光の信号変調成分（ＡＢＳ（ｒｍ−ｒｓ）／２×ｓ（ｔ））との積である変調ノイズ成分を示す項である。また、（６）−４は、比例定数ｋと係数Ａと光強度ＰとレーザノイズＮ（ｔ）の２乗と反射光の信号変調成分（ＡＢＳ（ｒｍ−ｒｓ）／２×ｓ（ｔ））との積である変調ノイズ成分の２乗を示す項である。
【００５８】
レーザノイズＮ（ｔ）は、レーザ出力光の光強度Ｐに比べると非常に小さな値であり、レーザノイズＮ（ｔ）の２乗は非常に小さな値となる。したがって、光強度ＰとレーザノイズＮ（ｔ）との乗算を行う（６）−１および（６）−３の項に対して、レーザノイズＮ（ｔ）の２乗を含む（６）−２および（６）−４の項は、微細な値であり無視できる程度となる。
【００５９】
したがって、図７の（６）式において、（６）−２の項と、（６）−４の項とは無視できるので、この図７の（６）式は、図８の（７）式に示すように、（７）−１の加法的ノイズ成分の項と、（７）−２の変調成分の項との２つの項を持つ式にまとめることができる。
【００６０】
このように、第２の乗算器２５４においては、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）とレーザノイズ（係数Ａ×レーザノイズＮ（ｔ））との乗算を行うことにより、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）に含まれる加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分とを足し合わせた再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）に含まれるすべてのレーザノイズ成分からなる信号を形成することができる。
【００６１】
そして、第１の乗算器２５１からの出力信号と、第２の乗算器２５４からの出力信号とは、レーザノイズキャンセル回路２５の演算器２５５に供給される。ここで、第１の乗算器２５１からの出力信号から第２の乗算器からの出力信号が減算（逆相加算）される。
【００６２】
すなわち、レーザノイズキャンセル回路２５の演算器２５５においての演算処理を式で示すと、図９の（８）式に示すように、図６の（５）式から図８の（７）式を減算する処理となる。したがって、演算器２５５においては、図６に示した（５）式の（５）−２の項と（５）−４の項とが、図８に示した（７）式の（７）−１の項と（７）−２の項とにより打ち消される。
【００６３】
これにより、図９の（８）式に示したように、比例定数ｋと係数Ａと光強度Ｐの２乗とマークからとスペースからの反射率の平均値（（ｒｍ＋ｒｓ）／２）との積であるＤＣ成分（（８）−１）と、比例定数ｋと係数Ａと光強度Ｐの２乗とマークからとスペースからの反射光の信号変調成分（ＡＢＳ（ｒｍ−ｒｓ）／２×ｓ（ｔ））との積である信号成分（（８）−２）とからなる信号、すなわち、加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分とが除去された再生ＲＦ信号が演算器２５５から出力される。
【００６４】
図１０は、この実施の形態の光ディスク装置のレーザノイズキャンセル回路２５においての処理を説明するための図である。第１の乗算器２５１からの出力信号は、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）とＡＰＣ用モニタ出力信号のＤＣ成分とが掛け合わされたものであり、図１０（Ａ）に示すように、レーザノイズである加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分との両方を含む再生ＲＦ信号である。
【００６５】
また、第２の乗算器からの出力信号は、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）と、ＡＰＣ用モニタ出力信号のレーザノイズ成分とが掛け合わされたものであり、図１０（Ｂ）に示すように、第１の乗算器２５１からの出力信号に含まれる加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分とからなるものである。
【００６６】
すなわち、第１の乗算器２５１からの出力信号にも、第２の乗算器からの出力信号にも、同じレベルで加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分とが含まれていることになる。そして、前述したように、演算器２５５において、第１の乗算器２５１からの出力信号から第２の乗算器２５４からの出力信号が減算され、同じレベルで含まれる加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分の両方がキャンセルされる。これにより、図１０（Ｃ）に示すように、再生ＲＦ信号のすべての振幅レベルについてレーザノイズをキャンセルすることができる。
【００６７】
また、第１の乗算器２５１からの出力信号と、第２の乗算器２５４からの出力信号には、光ディスク１００の反射率変動やレーザパワーの変動など、再生ＲＦ信号に加わる信号レベルの変動要因が等しく加わるので、図１６を用いて説明した従来のノイズキャンセル方式のように減算する信号に対してＡＧＣを行うこともなく、簡単かつ確実に再生ＲＦ信号からすべてのレーザノイズをキャンセルすることができる。
【００６８】
そして、図１に示したこの実施の形態の光ディスク装置の再生系２０において、すべての振幅レベルにおいてのレーザノイズが除去された再生ＲＦ信号は、演算器２５５からＡＧＣ回路２８に供給される。ＡＧＣ回路２８は、例えば、光ディスクの反射率変動などによる余分な振幅変動を除去する。
【００６９】
ＡＧＣ回路２８において、余分な振幅変動が除去された再生ＲＦ信号は、イコライザ２９に供給される。イコライザ２９は、例えば、３タップトランスバーサルフィルタなどからなるものであり、再生ＲＦ信号をＰＲ（１，２，１）特性に等化する。
【００７０】
すなわち、イコライザ２９は、再生ＲＦ信号のインパルス応答でみると、図１１に示すように、図１１において矢印が示す１サンプリング点ごとの振幅比が、ピーク位置において２、その両側において１、その他では０と見なせるようないわゆるＰＲ（１，２，１）特性に等化する。
【００７１】
このようにＰＲ（１，２，１）特性に等化されたイコライザ２９からの出力信号（再生ＲＦ信号）は、図１２に示すようなアイパターンを形成することになる。図１２は、ＰＲ（１，２，１）特性に等化された再生ＲＦ信号のアイパターンの一例を示すものであり、２倍オーバーサンプル表示の例である。そして、図１２において、横軸の数字２、４、６、８、…が示す１サンプル時点におけるアイパターンの交叉点は、少なくとも４値となり、多値検出を行うことができるようにされる。
【００７２】
そして、ＰＲ（１，２，１）特性に等化されたイコライザ２９からの出力信号（再生ＲＦ信号）は、Ａ／Ｄ変換器３０において、デジタル信号に変換され、これがビタビ検出器３２に供給されて各識別レベルにおける再生データが検出される。なお、図１において、ＰＬＬ回路３１は、Ａ／Ｄ変換器３０で用いるクロック信号を形成するためのものである。
【００７３】
このように、この実施の形態の光ディスク装置の再生系は、再生ＲＦ信号をＰＲ（１，２，１）特性に透過するイコライザ２９と、ビタビ検出器３２を備え、ＰＲＭＬ方式の再生信号処理を行うものである。このため、多値検出を行うようにする再生ＲＦ信号の各識別レベルにおいて、再生ＲＦ信号から正確な再生データを検出することにより光ディスク１００からの信号を再生しなければならない。
【００７４】
そして、前述したように、この実施の形態の光ディスク装置の再生系２０においては、レーザノイズキャンセル回路２５において、再生ＲＦ信号から、レーザノイズの加法的ノイズ成分だけでなく、変調ノイズ成分をも除去している。つまり、再生ＲＦ信号のどの振幅レベルのレーザノイズをも除去している。このため、各識別レベルにおける再生ＲＦ信号の識別（ビタビ検出）を適性に、かつ、正確に行うことができることができる。
【００７５】
そして、ビタビ検出器３２からの再生データは、ＥＣＣデコーダ３３に供給され、ここでエラー訂正処理などが行われた後、インターフェース回路（図１においてはＩ／Ｆと記載。）３４、外部機器との接続端子３５を通じて外部機器に供給するようにされる。
【００７６】
この実施の形態において、光ディスク１００は、例えば、映画のソフトウエアが記録されたＤＶＤであり、光ディスク１０から再生するようにされた映画の画像データと音声データとが、Ｉ／Ｆ回路３４、接続端子３５を通じて、モニタ受像機やスピーカに供給されることになる。
【００７７】
このように、この実施の形態の光ディスク装置の再生系２０においては、再生ＲＦ信号に含まれるノイズ成分であって、半導体レーザ素子２１から出射されるレーザ出力光がもともと持っている加法的ノイズ成分と、加法ノイズ成分が光ディスクに記録されている記録信号によって変調するようにされた変調ノイズ成分との両方を効果的に除去することができる。
【００７８】
したがって、再生ＲＦ信号のすべての振幅レベルにおけるレーザノイズを除去することができるので、ＰＲＭＬ方式の再生処理を行うこの実施の形態の光ディスク装置においても、再生マージンを改善し、良好に再生処理を行うことができるようにされる。
【００７９】
また、レーザノイズキャンセル回路２５においては、処理する信号の振幅調整（ＡＧＣ）を行うこともない。したがって、再生ＲＦ信号からレーザノイズを簡単な処理で、効果的に除去することができる。
【００８０】
なお、この実施の形態において、光ディスク装置の再生系２０は、ＰＲＭＬ方式の再生処理を行うものとして説明したがこれに限るものではない。従来の２値検出による再生処理を行う再生系にも、レーザノイズキャンセル回路２５を設けるようにすることができる。
【００８１】
また、従来の２値検出による再生処理を行う再生系の場合には、ゼロクロス近傍のレーザノイズだけを効率よく除去すればよく、再生ＲＦ信号のすべての振幅レベルにおいてレーザノイズを除去する必要はない。そこで、２値検出による再生処理を行う再生系の場合には、図１３に示すように、レーザノイズキャンセル回路２５にＬＰＦ２５６を設けるようにしてもよい。
【００８２】
図１３において、ＬＰＦ２５６およびイコライザ４１以降の回路部分以外の各部は、図１に示した対応する各部と同様に構成されたものである。このため、図１３において、図１に示した光ディスク装置の再生系２０と同様に構成される部分には、図１の各部と同じ参照符号を付し、その説明については省略する。
【００８３】
そして、この図１３に示す例の場合には、アンプ２４からの再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）が、ＬＰＦ２５６に供給される。ＬＰＦ２５６は、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）の低域側の成分、すなわち、再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）のＤＣ成分のみを抽出して、これを乗算器２５４に供給する。
【００８４】
したがって、乗算器２５４には、光ディスク１００に記録されている信号成分を含む信号は供給されない。このため、乗算器２５４においては、再生ＲＦ信号のＤＣ成分と、ＡＰＣモニタ出力信号のレーザノイズ成分との積である、レーザノイズの加法的ノイズ成分のみからなる信号が出力される。すなわち、乗算器２５４においては、２値化検出の場合には除去する必要のない変調ノイズ成分についての演算は行わない。
【００８５】
これにより、演算器２５５においては、再生ＲＦ信号からレーザノイズの加法的ノイズ成分のみを効率的に除去した信号が形成され、これがイコライザ４１に供給される。イコライザ４１は、これに供給された再生ＲＦ信号をＰＲ（１、１）特性に等化する。
【００８６】
ＰＲ（１，１）特性に等化された再生ＲＦ信号は、データ弁別部４２に供給され、ここでデータが弁別（識別）される。データ弁別部４２に供給された再生ＲＦ信号は、そのゼロクロス近傍のレーザノイズは、除去されているので、データ弁別部４２における弁別処理（２値検出）を正確に行うことができるようにされる。
【００８７】
そして、データ弁別部４２において弁別されたデータは、復号部４４において復号される。なお、クロック再生部４３は、データを弁別する際に用いるクロック信号を再生する部分である。復号部４４において復号されたデータは、ＥＣＣデコーダ部４５に供給され、ここで、所定のエラー検出およびエラー訂正が行われた後、インターフェース回路（図１３においてはＩ／Ｆと記載。）４６、接続端子４７を通じて、例えば、モニタ受像機やスピーカなどの外部機器に供給される。
【００８８】
このように、レーザノイズキャンセル回路２５に、ＬＰＦ２５６を設けることにより、除去する必要のない変調ノイズ成分についての演算処理を行うことなく、再生ＲＦ信号に含まれる加算的ノイズ成分についてだけの演算を行って、再生ＲＦ信号からレーザノイズの加算的ノイズ成分を除去することができる。この場合においても、レーザノイズキャンセル回路２５におけるＡＧＣは全く必要ない。
【００８９】
なお、図１、図１３に示したレーザノイズキャンセル回路２５においては、ＬＰＦ２５２、ＨＰＦ２５３における通過させる信号の周波数帯域は、再生系２０のデータ転送レートに応じて決められる。ＬＰＦ２５２とＨＰＦ２５３の通過帯域を示すための基準周波数ｆｃは、再生系２０のデータ転送レートの１／２（２分の１）の周波数であるナイキスト周波数ｆｎの１／１０００（１０００分の１）以下とされる。
【００９０】
例えば、再生系２０のデータ転送レートが６６Ｍｂｐｓである場合、ナイキスト周波数ｆｎは、３３ＭＨｚである。したがって、ＬＰＦ２５２、ＨＰＦ２５３においての基準周波数ｆｃは、前述したように基準周波数ｆｃ＝ｆｎ／１０００＝３３ｋＨｚとなる。
【００９１】
このように、ＬＰＦ２５２、ＨＰＦ２５３においての基準周波数ｆｃを、ナイキスト周波数ｆｎの１０００分の１とするのは、光ディスクから読み出したデータの再生に影響を与えるほど、再生ジッタが悪くならないようにするためである。
【００９２】
また、前述の実施の形態は、光ディスク再生装置の場合を例にして説明した。すなわち、図１４に示すように、光ディスク再生装置５０の再生系２０にノイズキャンセル回路２５を設けることにより、再生ＲＦ信号に含まれるレーザノイズである加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分との両方を除去し、光ディスクに記録されているデータを良好に再生することができる。
【００９３】
そして、再生したデータが、映像データである場合には、図１４に示すように、モニタ受像機６１に供給され、再生データに応じた映像がモニタ受像機の表示画面に表示され、また、再生したデータが、音声データである場合には、図１４に示すように、スピーカ６２に供給され、再生データに応じた音声を放音することができる。
【００９４】
また、光ディスク再生装置５０に接続される外部機器としては、モニタ受像機やスピーカなどのほか、光ディスク記録再生装置、ＨＤＤ（ハードディスク装置）、ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）、テープレコーダ、データ記録機能を備えた携帯電話端末などの携帯端末、パーソナルコンピュータなどの各種の記録装置およびネットワーク（通信網、放送網）に供給することができる。
【００９５】
もちろん、レーザノイズキャンセル回路２５を、光ディスク記録再生装置の再生系に設けるようにしてももちろんよい。すなわち、図１５に示すように、光ディスク記録再生装置７０の再生系２０にレーザノイズキャンセル回路２５を設けることにより、再生ＲＦ信号に含まれるレーザノイズである加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分との両方を除去し、光ディスクに記録されているデータを良好に再生することができる。
【００９６】
この場合、データの記録時においては、記録系４０からの記録信号に応じたレーザ出力光が、半導体レーザ素子２１から出力されることになる。記録時のレーザ出力光の光強度は、再生時に用いるレーザ出力光の光強度よりも大きくなる。すなわち、半導体レーザ素子２１は、記録時と再生時とで、ことなるパワーのレーザ出力光を出射しなければならない。
【００９７】
このため、光ディスク記録再生装置７０においては、記録モードのレーザ出力をメディアに対して最適化しなければならないため、再生モードにおいては、レーザノイズが大きいパワー領域を使用することになりやすい。しかし、レーザノイズキャンセル回路２５により、加法的ノイズ成分、変調ノイズ成分を除去することができる。
【００９８】
このように、レーザパワーの変化が大きく、再生時のノイズ特性が悪くなりやすい光ディスク記録再生装置の再生系２０にレーザノイズキャンセル回路２５を搭載することにより、再生ＲＦ信号からレーザノイズを効果的に除去することができる。
【００９９】
なお、光ディスク記録再生装置７０としては、例えば、図１５に示すように、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）８０の外部記録装置として用いられるものが考えられる。もちろん、光ディスク記録再生装置７０には、光ディスク再生装置などの各種の再生装置や他の光ディスク記録再生装置、ＨＤＤなどの記録装置、および、ネットワーク（通信網、放送網）などを接続して用いるようにすることができる。
【０１００】
また、図１、図１３に示したレーザノイズキャンセル回路２５をＩＣ化するなどして、光ディスク再生装置や光ディスク記録再生装置の再生系で用いるレーザノイズキャンセル回路（レーザノイズキャンセラー）として提供するようにし、各種の光ディスク再生装置や光ディスク記録再生装置に搭載することができる。
【０１０１】
そして、前述のように、ノイズキャンセル回路２５は、レーザノイズの加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分との両方を再生ＲＦ信号から除去することができる。したがって、レーザノイズが多いノイズ特性の悪いレーザ素子を用いた場合にも光ディスクに記録されている信号を良好に再生するようにすることができる。
【０１０２】
換言すれば、従来は使用できなかったような、ノイズ特性の悪いレーザ素子を用いるようにすることができる。これにより、レーザ素子の歩留まりを向上させ、レーザ素子のコストを低減させることができる。
【０１０３】
レーザ光を出射するレーザ素子は、波長が７８０ｎｍ（ナノメータ）の近赤外光レーザや、波長が６３０ｎｍの赤色レーザ、さらには、青色レーザや青緑色レーザなどの波長が４００ｎｍ程度、あるいは、それ以下の波長のレーザ光を用いるようにすることもできる。
【０１０４】
また、光ディスクは、前述した実施の形態の場合には、ＤＶＤであるものとして説明したがこれに限るものではない。再生専用のＤＶＤのほか、再生専用のＣＤ、記録再生用のＤＶＤやＣＤ、その他各種の光ディスクを記録媒体として用いることができる。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、再生ＲＦ信号に含まれるレーザノイズの、加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分との両方を除去することができる。このため、特に、多値の識別レベルを持つＰＲＭＬ方式の再生系に適用して、再生マージンを改善することができる。
【０１０６】
また、従来、再生ＲＦ信号からレーザノイズを除去するレーザノイズキャンセル回路に必要であったＡＧＣ回路を不要にすることができる。これにより、レーザノイズキャンセル回路においての信号利得についての調整を行う必要がなく、レーザノイズキャンセル回路を無調整化できるので、レーザノイズキャンセル回路の製造コスト、光ディスク再生装置、光ディスク記録再生装置の製造コストを押さえることができる。
【０１０７】
また、レーザノイズの加法的ノイズ成分、変調ノイズ成分の双方を効果的に除去することができるので、ノイズ特性の悪い半導体レーザ素子を光ディスク再生装置、光ディスク記録再生装置の半導体レーザ素子として用いることができる。したがって、半導体レーザ素子の歩留まりを向上させることができ、半導体レーザ素子のコストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による光ディスク再生装置、レーザノイズキャンセル回路の一実施の形態を説明するためのブロック図である。
【図２】半導体レーザ素子からのレーザ出力光Ｌ（ｔ）について説明するための式を示す図である。
【図３】ＡＰＣモニタ出力信号ｍ（ｔ）について説明するための式を示す図である。
【図４】光ディスクに記録されている記録信号Ｒ（ｔ）について説明するための式を示す図である。
【図５】再生ＲＦ信号ｒｆ（ｔ）について説明するための式を示す図である。
【図６】図１に示した第１の乗算器２５１においての処理を説明するための式を示す図である。
【図７】図１に示した第２の乗算器２５４においての処理を説明するための式を示す図である。
【図８】図１に示した第２の乗算器２５４においての処理を説明するための式を示す図である。
【図９】図１に示した演算器２５５においての処理を説明するための式を示す図である。
【図１０】レーザノイズキャンセル回路２５においての処理を説明するための図である。
【図１１】図１に示したイコライザ２９においてのＰＲ（パーシャルレスポンス）特性を説明するための図である。
【図１２】図１に示しイコライザ２９から出力される再生ＲＦ信号のアイパターンを説明するための図である。
【図１３】この発明によるレーザノイズキャンセル回路の他の例を説明するためのブロック図である。
【図１４】この発明による光ディスク再生装置の一例について説明するための図である。
【図１５】この発明による光ディスク記録再生装置の一例について説明するための図である。
【図１６】従来の光ディスク再生装置におけるレーザノイズのキャンセル処理について説明するための図である。
【図１７】従来の光ディスク再生装置におけるレーザノイズのキャンセル処理について説明するための図である。
【符号の説明】
２０…光ディスク装置の再生系、２１…半導体レーザ素子、２２…ビームスプリッタ、２３…フォトディテクタ（第１の受光素子）、２４…アンプ、２５…レーザノイズキャンセル回路、２６…フォトディテクタ（第２の受光素子）、２７…アンプ、２８…ＡＧＣ回路、２９…イコライザ（等化器）、３０…Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器、３１…ＰＬＬ回路、３２…ビタビ検出器、３３…ＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ Ｃｏｄｅ）デコーダ、３４…インターフェース回路、３５…接続端子、２５１…アナログ乗算器（第１の乗算器）、２５２…ＬＰＦ（低域通過フィルタ）、２５３…ＨＰＦ（高域通過フィルタ）、２５４…アナログ乗算器（第２の乗算器）、２５５…演算器（逆相加算を行う加算器）、１００…光ディスク
Claims (6)
- 光ディスクに照射するレーザ光の発生部と、
前記発生部から前記光ディスクに照射された前記レーザ光の前記光ディスクからの反射光を受光して電気信号に変換する第１の受光部と、
前記発生部から前記光ディスクに照射される前記レーザ光の少なくとも一部を受光して電気信号に変換する第２の受光部と、
前記第２の受光部の出力信号から前記レーザ光の直流成分を抽出するための低域通過フィルタと、
前記第１の受光部からの出力信号と、前記低域通過フィルタからの出力信号との積を求める第１の乗算部と、
前記第２の受光部の出力信号から前記レーザ光のレーザノイズ成分を抽出するための高域通過フィルタと、
前記第１の受光部からの出力信号と、前記高域通過フィルタからの出力信号との積を求める第２の乗算部と、
前記第１の乗算部の出力信号から前記第２の乗算部の出力信号を減算する演算部と
を備えることを特徴とする光ディスク再生装置。 - 請求項１に記載の光ディスク再生装置であって、
前記低域通過フィルタと、前記高域通過フィルタとのそれぞれにおいて通過させるようにする通過帯域は、当該光ディスク再生装置の持つデータ転送レートに基づいて決められることを特徴とする光ディスク再生装置。 - 記録時と再生時とで光ディスクに照射するレーザ光のパワーを異ならせることができるようにされたレーザ光の発生部を備える光ディスク記録再生装置であって、
前記光ディスク記録再生装置の再生系は、
前記発生部から前記光ディスクに照射された再生用のレーザ光の前記光ディスクからの反射光を受光して電気信号に変換する第１の受光部と、
前記発生部から前記光ディスクに照射される再生用のレーザ光の少なくとも一部を受光して電気信号に変換する第２の受光部と、
前記第２の受光部の出力信号から前記レーザ光の直流成分を抽出するための低域通過フィルタと、
前記第１の受光部からの出力信号と、前記低域通過フィルタからの出力信号との積を求める第１の乗算部と、
前記第２の受光部の出力信号から前記レーザ光のレーザノイズ成分を抽出するための高域通過フィルタと、
前記第１の受光部からの出力信号と、前記高域通過フィルタからの出力信号との積を求める第２の乗算部と、
前記第１の乗算部の出力信号から前記第２の乗算部の出力信号を減算する演算部と
を備えることを特徴とする光ディスク記録再生装置。 - 請求項３に記載の光ディスク記録再生装置であって、
前記低域通過フィルタと、前記高域通過フィルタとのそれぞれにおいて通過させるようにする通過帯域は、当該光ディスク記録装置再生装置の再生系の持つデータ転送レートに基づいて決められることを特徴とする光ディスク記録再生装置。 - 光ディスク装置の再生系のレーザノイズキャンセル回路であって、
光ディスクに照射される再生用のレーザ光のモニタ出力信号から前記レーザ光の直流成分を抽出するための低域通過フィルタと、
前記光ディスクからの再生高周波信号と、前記低域通過フィルタからの出力信号との積を求める第１の乗算器と、
光ディスクに照射される再生用のレーザ光のモニタ出力信号から前記レーザ光のレーザノイズ成分を抽出するための高域通過フィルタと、
前記光ディスクからの再生高周波信号と、前記高域通過フィルタからの出力信号との積を求める第２の乗算器と、
前記第１の乗算器の出力信号から前記第２の乗算器の出力信号を減算する演算器と
を備えることを特徴とするレーザノイズキャンセル回路。 - 請求項５に記載のレーザノイズキャンセル回路であって、
前記低域通過フィルタと、前記高域通過フィルタとのそれぞれにおいて通過させるようにする通過帯域は、当該レーザノイズキャンセル回路が搭載される光ディスク装置の再生系の持つデータ転送レートに基づいて決められることを特徴とするレーザノイズキャンセル回路。
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