瑕疵信号检测装置及方法 【技术领域】
本发明为一关于光盘系统检测数据信号的装置及方法，特别是相关于一光盘系统检测光盘瑕疵(defect)信号的装置及方法。
背景技术
随着光储存媒体的出现，要储存庞大的数据不再是件困难的事，而且由于光储存媒体储存数据的方式是以数字的方式刻录在光储存媒体上，因此相较于传统利用磁性的模拟储存方式，更能长时间的保持数据信号，同时数据信号不会因为时间而有所失真。
光储存媒体的规格最早在1980年由Philip以及Sony两家公司制定(红皮书Red Book)，此后，为了适应储存数据内容的不同，也陆续制定了许多其它的规格(如：黄皮书Yellow Book、橘皮书Orange Book…等)，不过大抵上光储存媒体数据储存的格式大致相同，且以最早的红皮书为延伸基础。
数据信号在储存于光储存媒体中之前，必须先经过调变。对光盘(compact dick，CD)而言，数据信号须先经过8至14调变(Eight toFourteen Modulation，EFM)，而调变后的数据为一连串由逻辑”1”以及逻辑”0”组合而成的位(binary)信号，但如果直接将这些位信号写入光盘中，因为每个位坑洞地长度大约只有0.13μm～0.15μm，因此光盘系统的读取头(pickup head)并无法精确的读取出每一个位的逻辑位准状态，所以调变后的数据信号必须分别以3T到11T(3T、4T、5T、6T、7T、8T、9T、10T、11T)长度不等的坑洞(pit或land)(如图1A所示)形式编码而储存于光盘中，而这种3T至11T即所谓的(2，10)RLL(RunLength Limited)编码(如图1B所示)。也就是说，光盘中的数据轨迹便是由这9种不同长度的坑洞所组成的螺旋状轨迹，如图2所示，2A为光盘数据轨迹的其中一段数据信号，光读取头通过扫描(tracking)数据轨迹上的数据信号2A而反射出RF信号2B，而2C为对应数据信号2A(2，10)RLL编码的不归零信号(NRZ signal)，因为长度不同的坑洞位置反射出的RF信号振幅强度会不同，因此系统可以根据振幅强度的大小而判读出每一笔数据信号。其中当2C中NRZ信号逻辑位准转换(逻辑高位准转换至逻辑低位准，或是逻辑低位准转换至逻辑高位准)时即表示逻辑”1”，而逻辑位准维持不变时即表示逻辑”0”。
相同的，数字多功能光盘(digital versatile disc，DVD)也是利用同样的方式，先将数据信号将过8至16调变(EFM plus)后，分别以3T至11T另外在加入一14T分量，形成长度不等的坑洞后，储存于数字多功能光盘中。
对于光盘而言，虽然表面有一层塑料层保护，但是光盘还是有可能因为刮伤而或是一些外在的因素，如刻录过程或是指纹…等因素，使得数据信号产生瑕疵(defect)，瑕疵信号会使得光读取头循轨时无法反射出正确的RF信号，因此使得光盘系统无法正确的读取出所要的数据信号，进而产生了误动作。
因为瑕疵信号的存在，会使得RF信号产生不规则的变化，因此一般用来检测瑕疵信号的方式如图3所示，利用在数据信号反射的RF信号3A上加入一个参考电压(reference voltage level)3B，当RF信号的包络(envelop)信号3C的位准小于参考电压3B时(如图3的3E区域所示)，则瑕疵旗标(defect flag)信号3D由逻辑低位准拉至逻辑高位准，用以标示此3E区域为有瑕疵信号的区域，并告知光盘系统的伺服控制系统(servo system)不要对此一区域锁频以避免产生错误。
但倘若光盘的瑕疵信号并非很严重时(例如：轻微的刮伤或是指纹的痕迹所造成的瑕疵)，如果还是利用上述的方法，则可能无法由数据信号反射的RF信号中正确的找出瑕疵信号的位置，此一情况如图4所示，RF信号4A中有瑕疵信号存在的部分(如图4的4E区域所示)的包络信号4C的位准反而较参考电压4B高，如此一来，便无法由反射的RF信号中找出瑕疵信号的位置，而瑕疵旗标信号4D便无法正确的反映出瑕疵信号的出现。
【发明内容】
本发明提供一种检测瑕疵信号的装置以及方法，可以使得光盘系统可以正确的找出光盘中瑕疵信号的部分，以避免光盘系统因为读取到有瑕疵的数据信号而产生了误动作。
本发明检测瑕疵信号的装置包括有：一缓冲存储器，用以储存光盘数据信号，其中每一笔数据信号包含有数个长度不等的坑洞；一第一计数器，用以计算每一个坑洞的长度；一第二计数器，累计坑洞的长度介于一个预设坑洞长度范围中的次数，并且将累计的值与一个对应的预设临限值比较；一第三计数单元，包含有复数个第三计数器，每一个第三计数器都有一个对应的坑洞长度范围，分别累计坑洞的长度超出预设坑洞长度范围且介于每一个对应的坑信号长度范围中的次数，同时，每一个第三计数器也有一个对应的预设临限值，用以分别与对应的累计次数值比较；一瑕疵信号检测电路，产生一个瑕疵旗标信号，并根据第二计数器以及复数个第三计数器累计次数与对应预设临限值比较的结果，改变其逻辑位准。
本发明检测瑕疵信号的方法包括有：预设一坑洞长度范围；其次输入一笔数据信号，而此一笔数据信号包含有数个长度不等的坑洞；接着，将数据信号转换成NRZ信号，分别计算每一笔该坑洞的坑洞长度；并且分别累计坑洞长度介于预设坑洞长度范围中的次数，以及坑洞长度超出预设坑洞长度范围外的次数，当其中一个累计的次数达到对应的预设临限值时，触发一个瑕疵旗标信号为逻辑高位准或是逻辑低位准。
【附图说明】
图1A为坑洞长度示意图；
图1B为坑洞长度示意图；
图2为光盘数据信号示意图；
图3为现有技术用以检测瑕疵信号示意图；
图4为现有技术用以检测瑕疵信号示意图；
图5为本发明检测瑕疵信号装置图；
图6为本发明检测瑕疵信号流程图；
图7为本发明应用于一光盘读取装置图；
图8为本发明应用于一光盘读取流程图；
图9为本发明应用于一光盘读取信号示意图。
图中符号说明：
2A、9A数据信号 2B、3A、4A RF信号
2C(2，10)RLL信号 3B、4B参考电压
3C、4C RF信号包络 3D、4D瑕疵旗标信号
3E、4E、9C瑕疵信号区域 9B NRZ信号
500、700瑕疵信号检测装置 510、710缓冲存储器
520、720第一计数器 530、730第二计数器
540、740第三计数单元 550、750瑕疵信号检测电路
DEF_FLAG瑕疵旗标信号
CNT1、CNT2、CNT3累计次数值
SHR1、SHR2、SHR3对应预设临限值
D(P0、P1、P2…PN-1)数据信号
(L0、L1、L2…LN-1)坑洞长度
RANGE预设坑洞长度范围
610预设RANGE
620输入D(P0、P1、P2…PN-1)
630 D(P0、P1、P2…PN-1)转成NRZ信号
640预设DEF_FLAG为第一逻辑位准
642预设M＝0，CNT2＝0，CNT3＝0(CNT3_1、CNT3_2、…)
650计算第M笔坑洞PM的长度LM 660 DEF_FLAG是否为第一逻辑位准
670 LM是否落于RANGE中
672找出对应坑洞长度LM范围的其中一个计数器(540_J)，并将此一第三计数器540_J的累计次数值CNT3_J加1(CNT3_J＝CNT_J+1)
674 CNT3_J是否达到对应的SHR3_J
676 DEF_FLAG拉至第二逻辑位准
680 LM是否落于RANGE中
682 CNT2＝CNT2+1；
684 CNT2是否达到SHR2
686 DEF_FLAG拉至第一逻辑位准
690 M＝M+1
692 M是否等于N
694重设所有的计数器
810预设RANGE为3T～11T
820输入D(P0、P1、P2…PN-1)
830 D(P0、P1、P2…PN-1)转换成NRZ信号
840 DEF_FLAG为逻辑低位准
842预设M＝0，CNT2＝0，CNT3_1＝0，CNT3_2＝0、CNT3_3＝0
850计算第M笔坑洞PM的长度LM
860 DEF_FLAG是否为逻辑低位准
870 LM是否落于RANGE(＝3T～11T)中
871 LM是否小于3T
872 CNT3_1＝CNT3_1+1
873 CNT3_1是否达到SHR3_1
874 LM是否大于18T
875 CNT3_3＝CNT3_3+1
876 CNT3_3是否达到SHR3_3
877 CNT3_2＝CNT3_2+1
878 CNT3_2是否达到SHR3_2
879 DEF_FLAG拉至逻辑高位准
880 LM是否落于RANGE(＝3T～11T)中
882 CNT2＝CNT2+1
884 CNT2是否达到SHR2
886 DEF_FLAG拉至逻辑低位准
890 M＝M+1
892判断M是否等于N
894重设所有的计数器
【具体实施方式】
本发明提供了一种检测瑕疵信号的装置以及方法，使得光盘系统可以正确的检测出光盘中的瑕疵信号。以下将列举较佳实施例用以说明本发明，然而熟知此技艺者皆知此仅为一举例说明，而并非用以限定发明本身，有关此发明的较佳实施例详叙如下。
如图5所示，本发明检测瑕疵信号的装置500包括有：一缓冲存储器510，用以储存光盘的数据信号，其中每一笔数据信号包含有数个长度不等的坑洞；一第一计数器520，连结至缓冲存储器510，用以计算缓冲存储器510中的每一笔坑洞的长度；一第二计数器530，连结至第一计数器520，用以每次累计第一计数器所计算坑洞的长度介于一个预设坑洞长度范围中的次数，并且将此一累计的值CNT2与一个对应的预设临限值SHR2比较；一第三计数单元540，包含有数个第三计数器(540_1、540_2、…)，同时连结到第一计数器520，而每一个第三计数器(540_1、540_2、…)分别都有一个对应超出预设坑洞长度范围的坑洞长度范围，用以分别累计每一个对应坑洞长度范围中的次数(CNT3_1、CNT3_2、…)，同时，每一个第三计数器(540_1、540_2、…)也分别有一个对应的预设临限值(SHR3_1、SHR3_2、…)，用以分别与对应的累计次数值(CNT3_1、CNT3_2、…)比较；一瑕疵信号检测电路550，产生一个预设为第一逻辑位准的瑕疵旗标信号DEF_FLAG，此一瑕疵旗标信号DEF_FLAG会根据第二计数器530以及第三计数单元540的累计次数CNT2以及(CNT3_1、CNT3_2、…)与对应预设临限值SHR2以及(SHR3_1、SHR3_2、…)比较的结果，改变其逻辑位准，也就是说，若瑕疵旗标信号DEF_FLAG的逻辑位准为预设的第一逻辑位准时(假设为低逻辑位准，亦即逻辑0)，若判断出有瑕疵信号存在时，则瑕疵旗标信号DEF_FLAG的逻辑位准变成第二逻辑位准(假设为高逻辑位准，亦即逻辑1)。
本发明检测瑕疵信号的方法包括有：预设一个坑洞长度范围；其次，输入一笔数据信号D(P0、P1、P2…PN-1)至缓冲存储器510中，而此一笔数据信号D(P0、P1、P2…PN-1)包含有N个坑洞；预设一瑕疵旗标信号DEF_FLAG，用以标示出此一笔数据信号D(P0、P1、P2…PN-1)中是否有瑕疵信号的存在，而瑕疵旗标信号DEF_FLAG预设维持在第一逻辑位准(没有瑕疵信号存在时)；将包含有N个坑洞的数据信号转成NRZ信号，再依照坑洞的顺序利用第一计数器520分别计算每个坑洞的长度(L0、L1、L2…LN-1)，之后依照计算的结果，分别输出到对应范围的计数器中，也就是说，利用第二计数器530累加坑洞长度介于预设坑洞长度范围的次数(CNT2)，或者利用第三计数单元540的每一个第三计数器(540_1、540_2、…)分别累加坑洞长度不在预设坑洞长度范围中的次数，且每一个第三计数器(540_1、540_2、…)所对应的坑洞长度范围的次数(CNT3_1、CNT3_2、…)；每次比较累加次数值CNT2以及(CNT3_1、CNT3_2、…)以及对应的预设临限值SHR2以及(SHR3_1、SHR3_2、…)，当累加次数值达到预设临限值时，则改变瑕疵旗标信号DEF_FLAG的位准(若瑕疵旗标信号DEF_FLAG的位准为第一逻辑位准，则改变为第二逻辑位准；反之，若瑕疵旗标信号DEF_FLAG的位准为第二逻辑位准，则改变为第一逻辑位准)；当数据信号每一笔坑洞的长度都累计完毕之后，重设所有计数器的累计次数值。而当光盘伺服系统检测到瑕疵旗标信号DEF_FLAG逻辑位准改变时，即根据逻辑位准的状态控制是否锁频(假设，若瑕疵旗标信号DEF_FLAG为预设的第一逻辑位准，则光盘伺服系统锁频；反之，若瑕疵旗标信号DEF_FLAG为第二逻辑位准，则光盘伺服系统不锁频)。
其中可以发现累加次数值CNT2为累计数个坑洞中其坑洞长度合乎预设坑洞长度范围的次数。若将累加次数值CNT2与其预设临限值SHR2比较之结果，则可当作是否将瑕疵旗标DEF_FLAG信号由第二逻辑位准拉回至预设第一逻辑位准的标准，藉以标示出数据信号D(P0、P1、P2…PN-1)中没有瑕疵信号出现的部分。其中若瑕疵旗标信号DEF_FLAG已经为预设的第一逻辑位准了，则即使累加次数值CNT2达到预设临限值SHR2，则瑕疵旗标信号DEF_FLAG的位准还是维持在预设第一逻辑位准。
而其中亦可以发现数个累加次数值(CNT3_1、CNT3_2、…)为累计数个坑洞中其坑洞长度不合乎预设坑洞长度范围的数种情状的次数(例如：大于预设坑洞长度范围，或是小于预设坑洞长度范围…等)。若将累加次数值(CNT3_1、CNT3_2、…)分别与其对应预设临限值(SHR3_1、SHR3_2、…)比较之结果，则可当作是否将瑕疵旗标DEF_FLAG信号由预设第一逻辑位准拉至第二逻辑位准的标准，藉以标示出数据信号D(P0、P1、P2…PN-1)中有瑕疵信号出现的部分。其中若瑕疵旗标信号DEF_FLAG已经为第二逻辑位准了，则即使累加次数值(CNT3_1、CNT3_2、…)其中之一已经达到对应预设临限值(SHR3_1、SHR3_2、…)，则瑕疵旗标信号DEF_FLAG的位准还是维持在第二逻辑位准。
其方法如图6所示：
610：预设一坑洞长度范围RANGE；
620：输入包含有数个坑洞的数据信号D(P0、P1、P2…PN-1)；
630：将数据信号D(P0、P1、P2…PN-1)转成NRZ信号；
640：预设一瑕疵旗标信号DEF_FLAG为第一逻辑位准；
642：预设M＝0，CNT2＝0，CNT3＝0(CNT3_1、CNT3_2、…)；
650：计算第M笔坑洞PM的长度LM；
660：判断瑕疵旗标信号DEF_FLAG是否为第一逻辑位准；
若是，则执行步骤670，反之，则执行步骤680；
670：判断坑洞长度LM是否落于预设坑洞长度范围RANGE中；
若是，则执行步骤690，若否，则执行步骤672；
672：于第三计数单元540的数个第三计数器(540_1、540_2、…)找出对应坑洞长度LM范围的其中一个计数器(540_J)，并将此一第三计数器540_J的累计次数值CNT3_J加1(CNT3_J＝CNT_J+1)；
674：判断CNT3_J是否达到对应的预设临限值SHR3_J；
若是，则执行步骤676，反之，则执行步骤690；
676：将瑕疵旗标信号DEF_FLAG拉至第二逻辑位准，跳至步骤690；
680：判断坑洞长度LM是否落于预设坑洞长度范围RANGE中；
若是，则执行步骤682，若否，则执行步骤690；
682：第二计数器530的累计次数值CNT2＝CNT2+1；
684：CNT2是否达到第二计数器530的预设临限值SHR2；
若是，则执行步骤686，反之，则执行步骤690；
686：将瑕疵旗标信号DEF_FLAG拉至第一逻辑位准，跳至步骤690；
690：M＝M+1，回到步骤650；
692：判断M是否等于N；
若是，则执行步骤694，反之，则执行步骤692；以及
694：重设所有的计数器，回到步骤620。
已知光盘中每一笔框信号的长度为588T，每一个坑洞的长度范围为3T～11T，在此举一光盘伺服系统的实例。如上所叙，本发明应用于一光盘伺服系统检测一光盘瑕疵信号的装置700(如图7所示)，包含有：一缓冲存储器710，用以储存光盘的数据信号D，其中数据信号D包含有N个长度不等的坑洞(P0、P1、P2…PN-1)；一第一计数器720，连结至缓冲存储器710，用以计算每一笔坑洞(P0、P1、P2…PN-1)的长度(L0、L1、L2…LN-1)；一第二计数器730，连结至第一计数器720，用以每次累计第一计数器所计算坑洞的长度(L0、L1、L2…LN-1)介于一个预设坑洞长度范围RANGE(3T～11T)中的次数，并且将此一累计的值CNT2与一个对应的预设临限值SHR2比较；一第三计数单元740，包含有三个第三计数器(740_1、740_2、740_3)，同时连结到第一计数器720，而每一个第三计数器(740_1、740_2、740_3)分别都有一个对应的坑洞长度范围，用以分别累计坑洞长度超出预设坑洞长度范围RANGE(3T～11T)但介于每一个对应的坑信号长度范围中的次数(CNT3_1、CNT3_2、CNT3_3)，亦即，第一个第三计数器740_1累计坑洞长度(L0、L1、L2…LN-1)中小于预设坑洞长度范围RANGE(亦即小于3T)的次数CNT3_1，而第二个第三计数器740_2则累计坑洞长度(L0、L1、L2…LN-1)大于预设坑洞长度范围RANGE(亦即大于11T)的次数CNT3_2，而第三个第三计数器740_3则累计坑洞长度(L0、L1、L2…LN-1)远大于预设坑洞长度范围RANGE(亦即远大于11T，例如：18T)的次数CNT3_3，此外，每一个第三计数器(740_1、740_2、740_3)也分别有一个对应的预设临限值(SHR3_1、SHR3_2、SHR3_3)，用以分别与对应的累计次数值(CNT3_1、CNT3_2、CNT3_3)比较；以及一瑕疵信号检测电路750，产生一个预设为逻辑低位准的瑕疵旗标信号DEF_FLAG，根据第二计数器730以及第三计数单元740的累计次数CNT2以及(CNT3_1、CNT3_2、CNT3_3)与对应预设临限值SHR2以及(SHR3_1、SHR3_2、SHR3_3)比较的结果，改变其逻辑位准。
本发明应用于一光盘伺服系统检测一光盘瑕疵信号的方法如图8所示：
810：预设坑洞长度范围RANGE为3T～11T；
820：输入包含有数个坑洞的数据信号D(P0、P1、P2…PN-1)；
830：将数据信号D(P0、P1、P2…PN-1)转换成NRZ信号；
840：预设一瑕疵旗标信号DEF_FLAG为逻辑低位准；
842：预设M＝0，CNT2＝0，CNT3_1＝0，CNT3_2＝0、CNT3_3＝0；
850：计算第M笔坑洞PM的长度LM；
860：判断瑕疵旗标信号DEF_FLAG是否为逻辑低位准；
若是，则执行步骤870，反之，则执行步骤880，
870：判断坑洞长度LM是否落于预设坑洞长度范围RANGE(＝3T～11T)中；
若是，则执行步骤890，若否，则依照坑洞长度选择执行步骤871；
871：判断坑洞长度LM是否小于3T，
若是，则执行步骤872，反之则执行步骤874
872：第一个第三计数器740_1的累计次数值CNT3_1加1亦即CNT3_1＝CNT3_1+1，接着执行步骤873；
873：判断CNT3_1是否达到预设临限值SHR3_1；
若是则执行步骤879，反之则执行步骤890；
874：判断坑洞长度LM是否大于18T；
若是，则执行步骤步骤875，反之则执行步骤877；
875：第三个第三计数器740_3的累计次数值CNT3_3加1亦即CNT3_3＝CNT3_3+1，接着执行步骤876；
876：判断CNT3_3是否达到预设临限值SHR3_3；
若是则执行步骤879，反之则执行步骤890；
877：第二个第三计数器740_3的累计次数值CNT3_2加1亦即CNT3_2＝CNT3_2+1，接着执行步骤878；
878：判断CNT3_2是否达到预设临限值SHR3_2；
若是则执行步骤879，反之则执行步骤890；
879：将瑕疵旗标信号DEF_FLAG拉至逻辑高位准，跳至步骤890；
880：判断坑洞长度LM是否落于预设坑洞长度范围RANGE(＝3T～11T)中；
若是，则执行步骤882，若否，则执行步骤890，
882：第二计数器730的累计次数值CNT2＝CNT2+1；
884：CNT2是否达到第二计数器730的预设临限值SHR2；
若是，则执行步骤886，反之，则执行步骤890，
886：将瑕疵旗标信号DEF_FLAG拉至逻辑低位准，跳至步骤890；
890：M＝M+1；
892：判断M是否等于N；
若是，则执行步骤894，反之，则执行步骤850；以及
894：重设所有的计数器，回到步骤820。
由上叙，如图9所示，9A为一包含有瑕疵信号的数据信号，9B为对应的NRZ信号，9C为瑕疵旗标信号，当瑕疵旗标信号9C为逻辑低位准时，只计算坑洞长度违反3T～11T NRZ编码的次数，因此若区域9E中有坑洞长度出现小于3T或是大于11T的次数达到预设临限值SHR3_1或是SHR3_2时，或是当只要坑洞长度出现一次大于18T的情况，就将瑕疵旗标信号DEF_FLAG拉至逻辑高位准，用以告知光盘伺服系统停止锁频数据信号(为瑕疵信号)；反之，当瑕疵旗标信号为逻辑低位准时，只计算坑洞长度合乎3T～11T NRZ编码的次数，亦即，若9F中，坑洞长度合乎3T～11T NRZ编码的次数累计达到预设临限值SHR2时，则将瑕疵旗标信号DEF_FLAG由逻辑高位准拉至逻辑低位准，以通知光盘伺服系统开始锁频数据信号。
虽然光盘最外层有一塑料层保护光盘中的数据，但是不可避免的，光盘中的数据还是有可能因为不小心的刮伤或是一些外在的因素而导致数据产生瑕疵，若光盘伺服系统没有正确的检测出这些瑕疵信号的存在，则可能造成读取时的错误，或者进一步的使得光盘伺服系统产生误动作。
如上所叙，本发明提供了一种瑕疵信号检测的装置以及方法，使得光盘伺服系统可以不需要通过外加直流参考电压的方式判断是否有瑕疵信号存在。利用本发明的瑕疵信号检测的装置以及方法，可以使得光盘伺服系统很快速且有效率的找出光盘中瑕疵信号的所在，用以当作光盘伺服系统控制其锁轨与否的依据。
本发明虽以应用于光盘伺服系统读取一光盘数据的较佳实施列阐明如上，然而其并非用以限定本发明的精神与上述的实施例。本发明可包含于任何种类的光盘数据模式，如数字多功能光盘数据模式等，皆涵盖在本发明的精神之中。在此，不脱离本发明的精神与范围内所作的修改，均应包含在本发明所述的申请专利范围中。