JP2003036612A - デジタルデータ再生装置 - Google Patents

デジタルデータ再生装置

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JP2003036612A JP2001225737A JP2001225737A JP2003036612A JP 2003036612 A JP2003036612 A JP 2003036612A JP 2001225737 A JP2001225737 A JP 2001225737A JP 2001225737 A JP2001225737 A JP 2001225737A JP 2003036612 A JP2003036612 A JP 2003036612A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ディスク媒体に記録されたデジタルデータ
の再生性能を向上させ、かつ、消費電力の低減が可能と
なるデジタルデータ再生装置を提供する。 【解決手段】 光記録媒体から、デジタルデータを復調
するデジタルデータ再生装置において、主にチャネルビ
ット周波数の半分の周波数を用いてデータ復調処理を行
うハーフレート処理用オフセット制御手段４と、ハーフ
レート処理用位相同期制御手段５と、ハーフレート処理
用適応等化手段９と、ハーフレート処理用最尤復号器１
０により、高密度記録再生に有効なＰＲＭＬ信号処理を
行い、欠落した時間方向の信号成分を直線補間処理やナ
イキスト補間処理により復元しながら、光記録媒体に記
録されたデジタルデータを再生するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルデータ再
生装置に関するものであり、特に、線方向の高密度記録
再生に有効な方式であるＰＲＭＬ（パーシャルレスポン
ス・マキシマムライクリフード）信号処理方式を用いた
デジタルデータ再生装置であって、高倍速再生に対して
消費電力が低減できるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディスク媒体にデジタルデータを記録
する方式として、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Dig
ital Versatile Disk）に見られるように、線速度を一
定にして記録媒体上の記録密度を一様にする方式が多く
用いられている。線記録密度が一定となるようにマーク
幅変調してデジタル変調記録された光ディスク再生信号
に対してデジタルデータを再生する場合、再生信号が有
するチャネルビット周波数に相当するクロック成分の位
相を検出し、位相同期ループを構成することにより、位
相同期引き込みを行なっていた。
【０００３】その際、再生信号が有するクロック成分の
周波数と、位相同期ループにより生成されるクロックの
周波数が、大きく異なっている場合は、位相同期引き込
みが完了しなくなる可能性や、異なった周波数に疑似引
き込みする可能性が大きい。それを回避する手段とし
て、再生線速度周期を、再生信号に含まれる特定のパル
ス長やパルス間隔より検出し、ディスクの回転速度の制
御や位相同期ループの自走周波数の制御を行うことによ
り、正常な位相同期引き込みを可能としていた。
【０００４】図１４は、従来のデジタルデータ再生装置
の構成を示すブロック図である。このデジタルデータ再
生装置は、正常な位相同期引き込みを可能とし、かつ、
振幅方向のオフセット補正を正常に行うものである。図
において、３３は光記録媒体、３４は再生手段、２は波
形等化手段、３はアナログ・デジタルコンバータ、３５
はオフセット補正手段、３６はトランスバーサルフィル
タ、３７はタップの重み係数設定手段、３８はビタビ復
号器、３９はゼロクロス長検出器、４０は周波数誤差検
出器、４１は位相比較器、４２は周波数制御用ループフ
ィルタ、４３は位相制御用ループフィルタ、４４ａ及び
４４ｂはデジタル・アナログ・コンバータ、４５は電圧
制御型発振器（Voltage Controlled Oscillator；以
下、ＶＣＯと称する）である。
【０００５】次に、このような構成を有する従来のデジ
タルデータ再生装置の動作について、以下に図１４及び
図１５を用いて説明する。図１５は従来のデジタルデー
タ再生装置の記録データ及び各出力段階における出力信
号波形を説明するための図である。
【０００６】従来、光記録媒体３３には、図１５（ａ）
に示すようなデジタル記録符号が、線記録密度一定とな
るように記録されている。記録されたデータは、例え
ば、８−１６変調方式のように、連続する０あるいは１
が３個以上１４個以下に規制されたデータであるとす
る。再生手段３４で再生して得られる信号は、図１５
（ａ）に示すように、記録データの線方向の高記録密度
化にしたがって、干渉により高域の周波数成分になるほ
ど振幅が減衰するため、図示されていないプリアンプに
より増幅した後、波形等化手段２により、高域の周波数
成分を強調するような補正を施す。図１５（ｂ）に示す
ように、高域強調された再生信号は、ＶＣＯ４５により
生成される再生クロックを用いて、アナログ信号をデジ
タル信号に変換するアナログ・デジタルコンバータ３に
より、多ビットのデジタル信号に標本化される。この
時、再生クロックの位相と再生信号が有するクロック成
分の位相が同期していれば、図１５（ｃ）に示すような
標本化データが得られる。図１５（ｃ）は、特に、パー
シャルレスポンス・マキシマムライクリフード（Partia
l Response Maximum Likelihood；以後、ＰＲＭＬと称
する）信号処理方式に適した標本化データである。
【０００７】ＰＲＭＬ信号処理方式とは、線記録方向の
記録密度の増大に伴い、高域成分の振幅が劣化し信号雑
音比が増大する再生系において、パーシャルレスポンス
方式を適用して意図的に波形干渉を付加することによ
り、高域成分を必要としない再生系を実現し、かつ、前
記波形干渉を考慮した確率計算により尤も確からしい系
列を推定する最尤復号法により、再生データの品質を向
上させる方式である。
【０００８】この標本化された多ビットのデジタル信号
をオフセット補正手段３５に入力することにより、再生
デジタル信号に含まれる振幅方向のオフセット成分を補
正する。オフセット補正を施された再生デジタル信号
を、トランスバーサルフィルタ３６によりパーシャルレ
スポンス等化する。この時、パーシャルレスポンス等化
を適用したことにより、図１５（ｄ）に示すように、等
化出力信号が多値化するという特徴を有する。トランス
バーサルフィルタ３６のタップの重み係数は、等化誤差
の二乗平均値を最小にするＬＭＳ（Least Mean Squar
e；以後、ＬＭＳと称する）アルゴリズムを用いて、タ
ップの重み係数設定手段３７により供給される。トラン
スバーサルフィルタ３６の出力信号を、最尤復号器の一
種であるビタビ復号器３８により、２値化されたデジタ
ルデータに復調する。また、アナログ・デジタルコンバ
ータ３により、標本化を行なう際の位相同期再生クロッ
クは、以下のようにして制御される。
【０００９】オフセット補正手段３５の出力信号から、
ゼロレベルをクロスする位置を連続して検出し、隣接す
るゼロクロス間の標本数をカウントするゼロクロス長検
出器３９の出力を用いて、１フレーム以上の特定の期間
における同期パターン長を検出するとともに、同期パタ
ーンの検出周期を検出する周波数誤差検出器４０によ
り、再生クロックの周波数制御を行うための周波数誤差
量が決定される。
【００１０】再生デジタルデータの位相情報は、オフセ
ット補正手段３５の出力信号を用いて位相比較器４１に
より検出され、再生クロックと再生デジタルデータの位
相同期制御を行うための位相誤差量が決定される。周波
数誤差検出器４０から出力された周波数誤差量を用い
て、再生クロックが再生デジタル信号と同期可能となる
領域まで周波数の制御を行うように、周波数制御用ルー
プフィルタ４２とデジタル・アナログコンバータ４４ｂ
によりＶＣＯ４５を制御する。
【００１１】一方で、位相比較器４１から出力された位
相誤差量を用いて、再生クロックが再生デジタル信号に
同期するように、位相制御用ループフィルタ４３とデジ
タル・アナログ・コンバータ４４ａによりＶＣＯ４５を
制御する。
【００１２】このような一連の動作により、再生クロッ
クの位相と、再生デジタルデータの有するクロック成分
の位相を同期させることが可能となる。また、それに伴
い、ＰＲＭＬ信号処理方式を適用することができるた
め、光ディスク媒体に記録されたデジタルデータを、安
定かつ精度良く再生することが可能となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来のデジタルデータ
再生装置は、以上のように構成されており、光ディスク
からの再生波形が有するクロック成分、即ち、チャネル
ビット周波数と同期したクロックを用いて、アナログ・
デジタルコンバーターでサンプリングを実行するととも
にＰＲＭＬ信号処理を行うことにより、デジタルデータ
の復調を行っていた。その際、その構成要素であるＰＬ
Ｌ（Phase Locked Loop）回路や有限インパルス応答フ
ィルタ（Finite Impulse Responseフィルタ；以後、Ｆ
ＩＲと称する）及びビタビ復号器は、チャネルビットレ
ートで処理されていた。
【００１４】しかしながら、記録媒体に記録されている
デジタルデータのチャネルビット周波数に同期した再生
クロックを用いて、ＰＲＭＬ信号処理を適用したデジタ
ルデータ復調を行う場合、高倍速再生時には、再生クロ
ックの周波数が高くなるため、その周波数に依存してデ
ジタル回路の消費電力が増大してしまう。そこで、チャ
ネルビット周波数の半分の周波数に同期した再生クロッ
クを用いて、データ復調を行うことにより、高倍速再生
時の消費電力の低減を試みた。
【００１５】しかしながら、サンプリングのタイミング
で得られる標本化信号から生成される情報のみを用い
て、位相同期制御や振幅方向のオフセット補正を行う方
法では、サンプリングを行うクロックが半分の周波数に
なることに依存する時間方向の情報量の劣化から、既に
述べたような位相同期制御や、オフセット補正等の性能
劣化を引き起こすため、十分な再生性能を維持すること
ができない。したがって、単純に標本化周波数を半分に
しただけでは、消費電力の低減と再生性能の双方を満足
させることはできない。
【００１６】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、光ディスク媒体に記録され
たデジタルデータの再生性能を向上させ、かつ、消費電
力の低減が可能となるデジタルデータ再生装置を提供す
ることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明に
係るデジタルデータ再生装置は、同じ符号が少なくとも
３つ以上連続する制約を有する記録符号によりデジタル
記録されている光記録媒体から、デジタルデータを復調
するデジタルデータ再生装置において、チャネルビット
周波数の半分の周波数のクロックにより標本化して得ら
れた再生信号に、欠落した時間の振幅方向のオフセット
情報を補間しながら、オフセット補正制御を行う、ハー
フレート処理用オフセット制御手段と、上記ハーフレー
ト処理用オフセット制御手段により得られた再生信号に
対し、欠落した時間の位相誤差情報を補間しながら、位
相同期制御を行う、ハーフレート処理用位相同期制御手
段と、上記ハーフレート処理用オフセット制御手段、及
び上記ハーフレート処理用位相同期制御手段により、振
幅方向のオフセット補正、及び位相同期がなされた再生
信号に対し、パーシャルレスポンス適応等化を行う、ハ
ーフレート処理用適応等化手段と、上記ハーフレート処
理用適応等化手段により得られた、パーシャルレスポン
ス適応等化信号を用いて、パーシャルレスポンスの型に
応じて復号を行う、ハーフレート処理用最尤復号手段と
を備えるようにしたものである。
【００１８】また、本願の請求項２の発明に係るデジタ
ルデータ再生装置は、請求項１に記載のデジタルデータ
再生装置において、上記ハーフレート処理用適応等化手
段が、上記チャネルビット周波数毎の等化出力信号を求
める際に、該チャネルビット周波数の半分の周波数のク
ロックにより標本化して得られた再生信号からパーシャ
ルレスポンス適応等化を行う、第1のハーフレート処理
用適応等化フィルタと、上記標本化により再生信号を得
る際に、欠落した中間信号をナイキスト補間により復元
する、第２のハーフレート処理用適応等化フィルタとを
備えるようにしたものである。
【００１９】また、本願の請求項３の発明に係るデジタ
ルデータ再生装置は、請求項１に記載のデジタルデータ
再生装置において、上記ハーフレート処理用位相同期制
御手段が、上記標本化信号から上記チャネルビット周波
数毎の位相誤差情報を補間する際に、直線補間フィルタ
を用いるようにしたものである。
【００２０】また、本願の請求項４の発明に係るデジタ
ルデータ再生装置は、請求項１に記載のデジタルデータ
再生装置において、上記ハーフレート処理用位相同期制
御手段が、上記標本化信号から上記チャネルビット周波
数毎の位相誤差情報を補間する際に、ナイキスト補間フ
ィルタを用いるようにしたものである。
【００２１】また、本願の請求項５の発明に係るデジタ
ルデータ再生装置は、請求項４に記載のデジタルデータ
再生装置において、上記ナイキスト補間フィルタが、精
度を維持するのに必要な最小限のタップ数を有する有限
インパルス応答フィルタにより構成されるようにしたも
のである。
【００２２】また、本願の請求項６の発明に係るデジタ
ルデータ再生装置は、請求項３ないし請求項５のいずれ
かに記載のデジタルデータ再生装置において、上記ハー
フレート処理用位相同期制御手段が、上記標本化信号か
ら上記補間フィルタを用いて上記チャネルビット周波数
毎の再生信号を補間し、上記標本化信号と上記補間フィ
ルタ出力信号を並列して保持する保持手段を有し、該保
持手段の出力信号を加算した加算信号の符号の極性によ
り、正確に位相誤差情報を決定するようにしたものであ
る。
【００２３】また、本願の請求項７の発明に係るデジタ
ルデータ再生装置は、請求項２に記載のデジタルデータ
再生装置において、上記ハーフレート処理用位相同期制
御手段が、上記第１の適応等化フィルタから出力される
適応等化信号と、上記第２の適応等化フィルタから出力
される補間信号を用いて、正確に位相誤差情報を求める
ようにしたものである。
【００２４】また、本願の請求項８の発明に係るデジタ
ルデータ再生装置は、請求項１に記載のデジタルデータ
再生装置において、上記ハーフレート処理用オフセット
制御手段が、上記標本化信号から上記チャネルビット周
波数毎の振幅方向のオフセット情報を補間する際に、直
線補間フィルタを用いるようにしたものである。
【００２５】また、本願の請求項９の発明に係るデジタ
ルデータ再生装置は、請求項１に記載のデジタルデータ
再生装置において、上記ハーフレート処理用オフセット
制御手段が、上記標本化信号から上記チャネルビット周
波数毎の振幅方向のオフセット情報を補間する際に、ナ
イキスト補間フィルタを用いるようにしたものである。
【００２６】また、本願の請求項１０の発明に係るデジ
タルデータ再生装置は、請求項９に記載のデジタルデー
タ再生装置において、上記ナイキスト補間フィルタが、
精度を維持するのに必要な最小限のタップ数を有する有
限インパルス応答フィルタにより構成されるようにした
ものである。
【００２７】また、本願の請求項１１の発明に係るデジ
タルデータ再生装置は、請求項８ないし請求項１０のい
ずれかに記載のデジタルデータ再生装置において、上記
ハーフレート処理用オフセット制御手段は、上記標本化
信号と上記補間フィルタにより補間された補間信号を、
並列して保持するゼロクロス位置検出手段と、上記標本
化信号と上記補間信号を加算した加算信号の符号の極性
により、正確にオフセット情報を決定するオフセット情
報選択手段とを備えるようにしたものである。
【００２８】また、本願の請求項１２の発明に係るデジ
タルデータ再生装置は、請求項１に記載のデジタルデー
タ再生装置において、上記ハーフレート処理用オフセッ
ト制御手段は、ある任意の期間において、上記標本化信
号と上記補間信号を加算した加算信号の符号の極性が正
ならば１を加算し、負ならば１を減算する極性値出力手
段と、カウンタと、上記極性出力手段からの出力結果
を、上記カウンタにより設定される任意の期間、累積加
算する累積加算手段とを備え、位相同期状態でない場合
にも振幅方向のオフセット補正を行うようにしたもので
ある。
【００２９】また、本願の請求項１３の発明に係るデジ
タルデータ再生装置は、請求項２に記載のデジタルデー
タ再生装置において、上記ハーフレート処理用オフセッ
ト制御手段が、上記第１の適応等化フィルタから出力さ
れる適応等化信号と、上記第２の適応等化フィルタから
出力される補間信号を用いて、正確に振幅方向のオフセ
ット情報を求めるようにしたものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）本実施の形態１
によるデジタルデータ再生装置は、ＰＲＭＬ信号処理を
チャネルビット周波数の半分の周波数で行い、直線補間
フィルタやナイキスト補間フィルタを用いて、時間方向
に欠落した信号を復元して、オフセット補正制御や位相
同期制御を行うようにしたものであり、デジタルデータ
の再生性能をほとんど劣化させず維持することができる
ものである。
【００３１】図１は、本発明の実施の形態１に係るデジ
タルデータ再生装置の構成を示すブロック図である。図
において、３３は光記録媒体、３４は再生手段、１はプ
リアンプ、２はプリアンプ１で増幅された再生信号の高
域の周波数成分に補正を加える波形等化手段、３はアナ
ログ・デジタルコンバータ、４は再生デジタル信号に含
まれる振幅方向のオフセット成分を補正するハーフレー
ト処理用オフセット制御手段、５はハーフレート処理用
位相同期制御手段、６はハーフレート処理用位相誤差情
報検出手段、７はループフィルタ、８は再生クロックを
発生させるクロック発生手段、９はハーフレート処理用
適応等化手段、１０はハーフレート処理用最尤復号器で
ある。
【００３２】以下、本発明の実施の形態１に係るデジタ
ルデータ再生装置の動作について、図１〜図１２を用い
て説明する。光記録媒体３３から再生手段３４により再
生された光ディスク再生信号を、プリアンプ１で出力振
幅を強調した後、波形等化手段２で高域を強調するよう
な補正を施す。波形等化手段２は、ブースト量とカット
オフ周波数を任意に設定できるフィルタで構成される。
図２は、高次イクリップルフィルタの周波数特性の説明
図である。図において、点線で示した特性はブーストを
行わない場合の特性である。例えば、波形等化手段２
は、図２の実線で示すような周波数特性を有する高次リ
ップルフィルター等で構成されるものであってもよい。
【００３３】波形等化手段２の出力信号を、クロック発
生手段８により生成される再生クロックを用いてアナロ
グ・デジタルコンバータ３により多ビットのデジタル信
号に標本化する。この時、復調されるべきデジタルデー
タの符号が、例えば、ＤＶＤで用いられているような８
−１６変調符号のように、最小ランレングスが２で制限
された符号を用いており、かつ、光再生特性であるＭＴ
Ｆ（Mutual TransferFunction；以後、ＭＴＦと称す
る）特性が、図３に示すように、チャネルビット周波数
のほぼ１／４以下の帯域で分布している場合、サンプリ
ングの定理により、チャネルビット周波数の半分の周波
数成分を有する再生クロックを用いて、アナログ・デジ
タルコンバータ３で標本化した場合において、理論上、
デジタルデータを復調することが可能である。
【００３４】このことを利用して、本発明は、再生クロ
ックがチャネルビット周波数の半分の周波数を基準に生
成されることを特徴としている。この標本化された多ビ
ットのデジタル信号をハーフレート処理用オフセット制
御手段４に入力することにより、再生デジタル信号に含
まれる振幅方向のオフセット成分を補正する。
【００３５】このハーフレート処理用オフセット制御手
段４は、例えば、図４に示すような構成及び原理のもの
でもよい。図４（ａ）及び（ｂ）は、各々本発明の実施
の形態１に係るデジタルデータ再生装置において、直線
補間フィルタを用いたハーフレート処理用オフセット制
御手段４の構成を示すブロック図、及び直線補間の原理
を説明するための図である。チャネルビット周波数の半
分の周波数を基準に生成されたクロックにより標本化さ
れた標本化信号（白丸○；１６Ａないし１６Ｂ等）か
ら、直線補間フィルタ１１により、チャネルビット周波
数毎の再生信号として欠落した時間方向の成分である補
間信号（黒丸●；１６Ｃ及び１６Ｆ等）を復元し、標本
化信号と補間信号を用いてゼロクロス位置検出手段１２
により、制御前のセンターレベルをクロスする位置に存
在する信号を特定し、オフセット情報選択手段１３によ
り、標本化信号と補間信号の中から振幅方向のオフセッ
ト情報になり得る信号を選別する。このとき、ゼロクロ
ス位置検出手段１２の動作原理は、例えば、隣り合う標
本化信号１６Ａと補間信号１６Ｃを加算して平均した信
号１６Ｄの符号の極性と、補間信号１６Ｃと標本化信号
１６Ｂを加算して平均した信号１６Ｅの符号の極性が、
異なることを利用して、振幅方向のオフセット情報を正
確に示すゼロクロス位置の信号を特定するものであって
も良い。直線補間フィルタ１１を用いた場合、補間信号
１６Ｆのように、実際の波形からはずれた位置に復元さ
れてしまう場合が生じるが、振幅方向のオフセット情報
には関係ない信号として処理されるため、オフセット補
正制御の精度には、ほとんど影響ないと考えて良い。オ
フセット情報選択手段１３の出力信号は、平滑化手段１
４により平滑化され、その平滑化された信号を標本化信
号から減算手段１５により減算することにより、標本化
信号に含まれる振幅方向のオフセット成分を低減するも
のであっても良い。
【００３６】なお、ハーフレート処理用オフセット制御
手段４は、例えば、図５に示すような構成及び原理のも
のでもよい。図５（ａ）及び（ｂ）は、各々本発明の実
施の形態１に係るデジタルデータ再生装置において、ナ
イキスト補間フィルタを用いたハーフレート処理用オフ
セット制御手段４の構成を示すブロック図、及びナイキ
スト補間の原理を説明するための図である。チャネルビ
ット周波数の半分の周波数を基準に生成されたクロック
により、標本化された標本化信号（白丸○；１８Ａない
し１８Ｂ等）から、ナイキスト補間フィルタ１７によ
り、チャネルビット周波数毎の再生信号として欠落した
時間方向の成分である補間信号（黒丸●；１８Ｃ等）を
復元し、標本化信号と補間信号を用いてゼロクロス位置
検出手段１２により、制御前のセンターレベルをクロス
する位置に存在する信号を特定し、オフセット情報選択
手段１３により、標本化信号と補間信号の中から振幅方
向のオフセット情報になり得る信号を選別する。このと
き、ゼロクロス位置検出手段１２の動作原理は、例え
ば、隣り合う標本化信号１８Ａと補間信号１８Ｃを加算
して平均した信号１８Ｄの符号の極性と、補間信号１８
Ｃと標本化信号１８Ｂを加算して平均した信号１８Ｅの
符号の極性が、異なることを利用して、振幅方向のオフ
セット情報を正確に示すゼロクロス位置の信号を特定す
るものであっても良い。ナイキスト補間フィルタ１７を
用いた場合は、直線補間フィルタ１１を用いた場合に生
じる補間信号１６Ｆのように、実際の波形からはずれた
位置に復元されてしまう場合が生じにくいため、オフセ
ット補正制御の精度が向上する。オフセット情報選択手
段１３の出力信号は、平滑化手段１４により平滑化さ
れ、その平滑化された信号を標本化信号から減算手段１
５により減算することにより、標本化信号に含まれる振
幅方向のオフセット成分を低減するものであっても良
い。
【００３７】なお、ナイキスト補間フィルタ１７は、例
えば、図６に示すようなナイキスト特性を基にするフィ
ルタであっても良い。図６は、実施の形態１におけるナ
イキスト補間フィルタ１７の動作原理について説明する
ための図である。図において、チャネルビット周期の２
倍の周期を間隔とする、白丸○１９Ａないし１９Ｆの値
を反映するようなフィルタ係数を適用したＦＩＲフィル
タにより構成されるものであっても良い。これにより、
時間方向に欠落した信号を復元することが可能となる。
【００３８】なお、ハーフレート処理用オフセット制御
手段４は、例えば、図７に示すような構成のものでもよ
い。図７は、本発明の実施の形態１に係るデジタルデー
タ再生装置において、請求項１２に記載のハーフレート
処理用オフセット制御手段４の構成を示すブロック図で
ある。光記録媒体３３に記録されるデジタルデータは、
その信号成分において、低域成分を抑制するようにコー
ド化されている。例えば、ある任意の期間で、記録され
ている２値デジタルデータの“１”に対しては、１を加
算し、記録されている２値デジタルデータの“０”に対
しては、１を減算するようにして累積演算を行った場合
に、その累積結果が、平均的に零に近づく特徴をもって
いる。この特性を利用して、図５に示すように、チャネ
ルビット周波数の半分の周波数を基準に生成されたクロ
ックにより、標本化された標本化信号（白丸○；１８Ａ
ないし１８Ｂ等）から、ナイキスト補間フィルタ１７に
より、チャネルビット周波数毎の再生信号として欠落し
た時間方向の成分である補間信号（黒丸●；１８Ｃ等）
を復元し、隣り合う標本化信号１８Ａと補間信号１８Ｃ
を加算して平均した信号１８Ｄの符号の極性に対して
は、“−１”を割り当て、補間信号１８Ｃと標本化信号
１８Ｂを加算して平均した信号１８Ｅの符号の極性に対
しては、“１”を割り当てることを特徴とする極性値出
力手段２０を有し、他の時間成分に対しても同様の処理
を施した極性値出力手段２０の出力結果は、カウンタ２
２により設定される任意の期間において累積加算手段２
１により累積され、その累積結果を平滑化手段１４によ
り平滑化した後、標本化信号から減算手段１５により減
算することにより、標本化信号に含まれる振幅方向のオ
フセット成分を低減するものであっても良い。この方式
は、標本化信号が、それに含まれるクロック成分の半分
の周波数の位相に同期していない場合にも有効であるた
め、標本化信号の位相同期がなされていない場合の処理
に適用することが望ましい。
【００３９】一方、ＰＲＭＬ信号処理を実現するため
に、再生信号から、それに含まれるクロック成分の半分
の周波数の位相と同期した標本化信号を生成することが
必要である。それを実現するためのハーフレート処理用
位相同期制御手段５は、以下のような構成を有するもの
であっても良い。アナログ・デジタルコンバータ３とハ
ーフレート処理用オフセット制御手段４を経て生成され
た出力信号から、ハーフレート処理用位相誤差情報検出
手段６により、正規の標本化位置の信号と、時間方向に
欠落した信号を補間処理により復元した補間信号を用い
て位相誤差情報を検出する。そこで生成された位相誤差
情報を平滑化するためのループフィルタ７と、ループフ
ィルタ７の出力信号を基に、クロック発生手段８を用い
て、再生クロックの位相と再生信号が有するクロック成
分の半分の周波数の位相が同期するように制御する。こ
れら、アナログ・デジタルコンバータ３から開始し、ク
ロック発生手段８までの経路により生成される再生クロ
ックを用いて、再生信号が有するクロック成分の半分の
周波数の位相と同期した多ビットの標本化信号が生成さ
れるため、ＰＲＭＬ信号処理を実現することが可能とな
る。
【００４０】なお、ハーフレート処理用位相誤差情報検
出手段６は、図８に示すような原理に基づいて、再生デ
ータの有するクロック成分の半分の周波数の位相と、再
生クロックの位相を同期させるための位相誤差情報を検
出するものであって良い。図８は、再生クロックの周波
数が、再生データの有するクロック成分の半分の周波数
に比べて、僅かに低くなっている状態を示している。ま
た、図８（ａ）は、時間方向の欠落信号を復元する補間
処理に、図４に示した直線補間フィルタ１１を適用した
ときのものであり、図８（ｂ）は、補間処理に、図５に
示したナイキスト補間フィルタ１７を適用したときのも
のである。例えば、再生データが４Ｔ（Ｔは、１チャネ
ルビットに相当する時間）の連続する単一周波数により
構成されている場合を仮定すると、白丸○が、標本化位
相のオフセット補正後の信号であり、黒丸●が、時間方
向に欠落した信号を補間処理により復元した信号であ
る。それぞれを、円で囲んだゼロクロス近傍の信号にお
いて、立ち上がりエッジでは、そのままの情報を、立下
りエッジでは信号の正負を反転させることにより、位相
のずれ量に応じて、図８の点線で示す位相誤差曲線が観
測される。ここで、円で囲まれた信号の振幅成分は、ゼ
ロクロス近傍の再生波形の直線性を利用することによ
り、時間方向における位相成分のずれに置き換えて考え
ることが可能である。そこで、立ち上がりエッジと立下
りエッジを考慮して、ゼロクロス近傍の標本化位相での
オフセット補正後の信号と、補間処理により生成された
信号の振幅成分をそのまま位相誤差情報にすれば、正に
観測された場合は、位相が遅れていることになり、再生
クロックの周波数を高めて位相を進める方向にフィード
バックさせることになる。反対に、負に観測された場合
は、位相が進んでいることになり、再生クロックの周波
数を低めて位相を遅らす方向にフィードバックさせるこ
とになる。これらの制御を行うことにより、位相誤差信
号は零に近づき、再生クロックと再生データの有するク
ロック成分の半分の周波数の位相を同期させることが可
能となる。ここで、図８（ａ）においては、直線補間フ
ィルタ１１により復元された信号が、実際の波形からは
ずれた位置に復元されてしまう場合が生じるが、ゼロク
ロス近傍の円で囲まれた位相誤差曲線に含まれる位相誤
差情報には関係ない信号として処理されるため、位相同
期制御の精度には、ほとんど影響ないと考えて良い。一
方、図８（ｂ）においては、ナイキスト補間フィルタ１
７により補間処理がなされるために、実際の波形とほぼ
同様の位置に復元されるため、位相誤差情報の精度は、
直線補間フィルタ１１を用いる場合よりも向上する。
【００４１】なお、ナイキスト補間フィルタ１７は、上
述したハーフレート処理用オフセット制御手段４と同様
に、例えば、図６に示すようなナイキスト特性を基とし
て、チャネルビット周期の２倍の周期を間隔とする白丸
○１９Ａないし１９Ｆのようなフィルタ係数を適用した
ＦＩＲフィルタにより構成されるものであっても良い。
【００４２】次に、ハーフレート処理用オフセット制御
手段４の出力信号を、ハーフレート処理用適応等化手段
９に入力して、パーシャルレスポンス等化を行なう。図
９は、本発明の実施の形態１によるデジタルデータ再生
装置において、ハーフレート処理用適応等化手段９で実
現するＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）等化方式と、一般的な２
値化判別方式の違いについての説明図である。ここで、
パーシャルレスポンス等化は、例えば、ＤＶＤに対し
て、図９（ｃ）に示すように、等化後の波形振幅が、５
値にわかれるようなＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）方式を用い
るものとする。また、図９における、白丸○は、再生信
号が有するクロック成分の半分の周波数の位相と同期し
た標本化信号をパーシャルレスポンス等化したものであ
り、黒丸●は、ハーフレート処理用適応等化手段９が有
する、ナイキスト補間フィルタ１７により、時間方向に
欠落した信号を復元したものである。
【００４３】従来のデジタルデータ再生装置で用いられ
ていたリードチャネルにおいては、図９（ａ）に示すよ
うな波形等化出力信号から、スライスレベルを用いた２
値化判別により、デジタルデータ復調を行なっていた。
標本化する場合も、図９（ｂ）に示すように標本化し、
その多ビットデジタル信号をスライスレベルにより、２
値化判別を行なっていた。それに対して、ＰＲ（ａ，
ｂ，ｂ，ａ）方式とは、異なる４つの時間の標本化デー
タを、ａ：ｂ：ｂ：ａの比率で足しあわせた特徴（ａ＋
ｂ＊Ｄ＋ｂ＊Ｄ2＋ａ＊Ｄ3）を有しており、再生信号に
対して、図３に示すような、低域通過型フィルタの特性
を付加するものである。図３においては、ＰＲ（１，
２，２，１）方式と、ＰＲ（３，４，４，３）方式がこ
れにあたる。図３に示すＭＴＦ特性に近い周波数特性を
有する方式ほど、有利なパーシャルレスポンス方式と考
えられている。図３に示す方式だけでなく、ＰＲ（ａ，
ｂ，ｂ，ａ）方式以外にも、多種多様なパーシャルレス
ポンスの型は存在するが、特定の方式に限定するだけで
なく、性能に見合うものであれば、他の方式を用いても
問題はない。これら再生データの時間方向に相関性を付
加するパーシャルレスポンス方式と、後述する最尤復号
法（マキシマムライクリフード）の一つであり、付加し
たデータの相関性を利用して尤も確からしい系列を推定
するビタビ復号器を合わせて、線記録方向の高密度記録
再生に有利とされるＰＲＭＬ信号処理を実現することに
なる。
【００４４】上述したように、ＰＲＭＬ信号処理方式
は、再生波形の特性や変調符号により、様々な組み合わ
せが存在するため、各種記録再生系に対して、適切な方
式を選択することが必要である。ハーフレート処理用適
応等化手段９は、例えば、パーシャルレスポンス等化を
行うための有限タップで構成されるＦＩＲフィルタと、
ＦＩＲフィルタから出力されるパーシャルレスポンス等
化出力信号に存在する等化誤差が最小になるように適応
的に制御するＬＭＳアルゴリズムを利用したフィルタ係
数学習手段と、ＦＩＲフィルタの出力信号を基に、時間
方向に欠落した信号を復元するためのナイキスト補間フ
ィルタ１７により構成されるものであっても良い。この
ＦＩＲフィルタによる等化特性は、フィルタ係数を可変
とすることで実現されるものである。図１０は、本発明
の実施の形態１によるデジタルデータ再生装置におい
て、ハーフレート処理用適応等化手段９の構成要素であ
るＦＩＲフィルタの構成を示すブロック図である。図１
０において、遅延素子２３ａないし２３ｆは再生クロッ
クの１周期分（本発明の場合は、２Ｔの周期）を遅延さ
せるための遅延素子、２４ａないし２４ｇは乗算素子、
２５は加算手段である。このＦＩＲフィルタにおいて
は、加算手段２５の出力信号を入力信号として、ナイキ
スト補間フィルタ１７により補間信号を生成する。ＦＩ
Ｒフィルタのフィルタ係数Ｓ１ないしＳ７は、加算手段
２５から出力されるパーシャルレスポンス等化出力信号
に存在する等化誤差が最小になるように適応的に制御す
るＬＭＳアルゴリズムを利用したフィルタ係数学習手段
により設定される。図１１に実施の形態１におけるハー
フレート処理用適応等化手段９の構成要素であるフィル
タ係数学習手段の構成ブロック図を示す。図において、
フィルタ係数学習手段は、加算手段２５の等化出力信号
から仮判定回路２６によりパーシャルレスポンス方式に
対応した等化目標値を検出し、その等化目標値と加算信
号２５の出力信号を減算して等化誤差を検出する等化誤
差検出器２７と、等化誤差検出器２７の出力信号と、Ｆ
ＩＲフィルタの入力信号との相関を演算する相関器２８
と、相関器２８の出力をゲイン倍してフィードバックゲ
インを調整する手段としてのフィードバックゲイン調整
器２９と、その出力を各タップのフィルタ係数に加算
し、フィルタ係数を更新する手段としてのフィルタ係数
更新手段３０ａないし３０ｇにより構成されるものであ
り、適応制御開始時は、初期値記憶手段３１ａないし３
１ｇに格納されているフィルタ係数の初期値をロードし
て、フィルタ係数の適応自動等化制御を行うものであ
る。この等化出力信号は、図９（ｃ）における白丸○に
なり、ナイキスト補間フィルタ１７により補間された補
間信号は、図９（ｃ）における黒丸●になる。
【００４５】以上、一連の動作により出力された、パー
シャルレスポンス等化信号を用いて、パーシャルレスポ
ンスの型に応じて復号を行なうハーフレート処理用最尤
復号器１０を通してデータ復調を行なう。ここで、ハー
フレート処理用最尤復号器１０は、例えば、チャネルビ
ット周波数の半分の周波数を用いて復調処理を行うビタ
ビ復号器であってもよい。ビタビ復号器は、パーシャル
レスポンスの型に応じて意図的に付加された符号の相関
の法則にしたがって確率計算を行ない、尤も確からしい
系列を推定するものである。図１２は、本発明の実施の
形態１によるデジタルデータ再生装置において、ハーフ
レート処理用最尤復号器１０をビタビ復号器により実現
する場合の動作原理について説明するための図である。
図１２（ａ）は状態遷移図、（ｂ）はトレリス線図と生
き残りパスである。例えば、適用したパーシャルレスポ
ンスの型がＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）方式の場合、図１２
（ａ）に示すような、状態遷移図に基づいて状態が変化
する。これは、特に、ＤＶＤで用いられている８−１６
変調符号を考慮したものとなっており、最小ランレング
ス長を２で制限していることも関係して、Ｓ０ないしＳ
５までの６状態の状態遷移で表現可能となっている。ま
た、Ｘ／Ｙは、Ｘが記録符号の遷移を、Ｙがその時の信
号振幅を示している。また、１つの状態は、隣接する３
つの時間の符号で表わされ、例えば、Ｓ４「１１０」か
らＳ３「１００」への状態遷移では、「１１０」に符号
“０”が加わり左にシフトされることにより、左端の
“１”が消え、状態Ｓ３「１００」となることを意味し
ている。ただし、処理レートが、チャネルビット周波数
の半分の周波数である場合は、図１２（ａ）に示す状態
遷移において、隣接する２つの状態を一つにまとめて考
える必要がある。例えば、ハーフレート処理用適応等化
手段９の出力信号が、正規の標本化位置における信号
と、補間により復元された補間信号を並列に出力してい
る場合は、隣接する２つの状態に対し、正規の標本化位
置における正規データと補間データをそれぞれ入力し、
並列処理を行う方法を用いても良い。その際の時間的変
化は、図１２（ｂ）に示すような正規データと補間デー
タを並列に処理することを特徴とするトレリス線図で表
わされる。そこで、この各パスの確率的な長さｌｋａｂ
（以下、ブランチメトリックと称する）を計算し、それ
ぞれの状態に推移する場合に、ブランチメトリックを加
算していく。ここで、ｋは時間的な推移を、ａｂは、状
態ＳａからＳｂへの遷移でのブランチメトリックを表わ
している。そのブランチメトリックの各状態における加
算値は、メトリックと呼ばれ、このメトリックが最小と
なるパスを生き残りパスとして、順次出力していくこと
により、２値デジタルデータに復調していくものであ
る。つまり、図１２（ｂ）の記録符号にしたがって復調
されるとすれば、実線で示したパスが生き残りパスとい
うことになる。
【００４６】このように、本実施の形態１によるデジタ
ルデータ再生装置では、光記録媒体３３から再生手段３
４により再生された光ディスク再生信号を、プリアンプ
１で出力振幅を強調した後、波形等化手段２で高域を強
調するような補正を施すとともに、波形等化手段２の出
力信号をクロック発生手段８により生成される再生クロ
ックを用いてアナログ・デジタルコンバータ３により多
ビットのデジタル信号 に標本化する際に、チャネルビ
ット周波数の半分の周波数を基に生成した再生クロック
を用いて行い、ハーフレート処理用オフセット制御手段
４により、標本化された多ビットのデジタル信号に含ま
れる振幅方向のオフセット成分の補正を行った後、ハー
フレート処理用位相同期制御手段５により、再生信号に
含まれるチャネルビット周波数の半分の周波数の位相と
同期した標本化信号を生成させ、ハーフレート処理用適
応等化手段９によりパーシャルレスポンス等化処理を行
い、ハーフレート処理用最尤復号器１０で最尤復号法
（マキシマムライクリフード）により復号を行う、ＰＲ
ＭＬ信号処理を適用したから、復調データの品質を向上
させることができ、消費電力を大幅に低減することがで
きる効果がある。
【００４７】また、再生信号を標本化する際に、チャネ
ルビット周波数の半分の周波数成分を基に生成されるク
ロックを用いたことにより時間方向に欠落した信号を、
直線補間フィルタ１１やナイキスト補間フィルタ１７を
用いて復元して、オフセット補正制御や位相同期制御を
行うようにしたから、デジタルデータの再生性能の劣化
を防止することができる効果がある。
【００４８】（実施の形態２）この実施の形態２による
デジタルデータ再生装置は、ＰＲＭＬ信号処理をチャネ
ルビット周波数の半分の周波数で行い、正規の標本化信
号に対する適応等化手段と、時間方向に欠落した信号を
復元するためのナイキスト特性を基本とする適応等化手
段を用いて、パーシャルレスポンスに適したオフセット
補正制御や位相同期制御を行うようにしたものであり、
デジタルデータの再生性能を向上させることができるも
のである。
【００４９】図１３は、本発明の実施の形態２に係るデ
ジタルデータ再生装置の構成を示すブロック図である。
図において、３３は光記録媒体、３４は再生手段、１は
プリアンプ、２はプリアンプ１で増幅された再生信号の
高域の周波数成分に補正を加える波形等化手段、３はア
ナログ・デジタル・コンバータ、４は再生デジタル信号
に含まれる振幅方向のオフセット成分を補正するハーフ
レット処理用オフセット制御手段、５はハーフレート処
理用位相同期制御手段、６はハーフレート処理用位相誤
差情報検出手段、７はループフィルタ、８は再生クロッ
クを発生させるクロック発生手段、９はハーフレート処
理用適応等化手段、１０はハーフレート処理用最尤復号
器、３２はナイキスト補間型適応等化手段である。
【００５０】以下、本発明の実施の形態２に係るデジタ
ルデータ再生装置の動作について、図２、３、５、６、
及び図９〜図１１、及び図１３を用いて説明する。光記
録媒体３３から再生手段３４により再生された光ディス
ク再生信号を、プリアンプ１で出力振幅を強調した後、
波形等化手段２で高域を強調するような補正を施す。波
形等化手段２は、ブースト量とカットオフ周波数を任意
に設定できるフィルタで構成される。図２は、高次イク
リップルフィルタの周波数特性の説明図である。図にお
いて、点線で示した特性はブーストを行わない場合の特
性である。例えば、波形等化手段２は、図２の実線で示
すような周波数特性を有する高次リップルフィルター等
で構成されるものであってもよい。
【００５１】波形等化手段２の出力信号をクロック発生
手段８により生成される再生クロックを用いてアナログ
・デジタルコンバータ３により多ビットのデジタル信号
に標本化する。この時、復調されるべきデジタルデータ
の符号が、例えば、ＤＶＤで用いられているような８−
１６変調符号のように、最小ランレングスが２で制限さ
れた符号を用いており、かつ、光再生特性であるＭＴＦ
特性が、図３に示すように、チャネルビット周波数のほ
ぼ１／４以下の帯域で分布している場合、サンプリング
の定理により、チャネルビット周波数の半分の周波数成
分を有する再生クロックを用いて、アナログ・デジタル
コンバータ３で標本化した場合において、理論上、デジ
タルデータを復元することが可能である。
【００５２】このことを利用して、本発明は、再生クロ
ックが、チャネルビット周波数の半分の周波数を基準に
生成されることを特徴としている。この標本化された多
ビットのデジタル信号をハーフレート処理用オフセット
制御手段４に入力することにより、再生デジタル信号に
含まれる振幅方向のオフセット成分を補正する。
【００５３】次に、ハーフレート処理用オフセット制御
手段４の出力信号を、ハーフレート処理用適応等化手段
９とナイキスト補間型適応等化手段３２に入力して、パ
ーシャルレスポンス等化を行なう。ここで、パーシャル
レスポンス等化は、例えば、ＤＶＤに対して、図９
（ｃ）に示すように、等化後の波形振幅が、５値にわか
れるようなＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）方式を用いるものと
する。ここで、図９における、白丸○は、再生信号が有
するクロック成分の半分の周波数の位相と同期した標本
化信号をパーシャルレスポンス等化したものであり、黒
丸●は、ナイキスト補間型適応等化手段３２により、時
間方向に欠落した信号を復元したものである。
【００５４】ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）方式とは、異なる
４つの時間の標本化データを、ａ：ｂ：ｂ：ａの比率で
足しあわせた特徴（ａ＋ｂ＊Ｄ＋ｂ＊Ｄ2＋ａ＊Ｄ3）を
有しており、再生信号に対して、図３に示すような、低
域通過型フィルタの特性を付加するものである。図３に
おいては、ＰＲ（１，２，２，１）方式と、ＰＲ（３，
４，４，３）方式がこれにあたる。図３に示すＭＴＦ特
性に近い周波数特性を有する方式ほど、有利なパーシャ
ルレスポンス方式と考えられている。図３に示す方式だ
けでなく、ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）方式以外にも、多種
多様なパーシャルレスポンスの型は存在するが、特定の
方式に限定するだけでなく、性能に見合うものであれ
ば、他の方式を用いても問題はない。これら再生データ
の時間方向に相関性を付加するパーシャルレスポンス方
式と、後述する最尤復号法（マキシマムライクリフー
ド）の一つであり、付加したデータの相関性を利用して
尤も確からしい系列を推定するビタビ復号器を合わせ
て、線記録方向の高密度記録再生に有利とされるＰＲＭ
Ｌ信号処理を実現することになる。
【００５５】上述したように、ＰＲＭＬ信号処理方式
は、再生波形の特性や変調符号により、様々な組み合わ
せが存在するため、各種記録再生系に対して、適切な方
式を選択することが必要である。ハーフレート処理用適
応等化手段９は、例えば、パーシャルレスポンス等化を
行うための有限タップで構成されるＦＩＲフィルタと、
ＦＩＲフィルタから出力されるパーシャルレスポンス等
化出力信号に存在する等化誤差が最小になるように適応
的に制御するＬＭＳアルゴリズムを利用したフィルタ係
数学習手段により構成されるものであっても良い。ま
た、ナイキスト補間型適応等化手段３２は、例えば、図
６に示すようなナイキスト特性を有するＦＩＲフィルタ
と、ＦＩＲフィルタから出力される補間出力信号に存在
する等化誤差が最小になるように適応的に制御するＬＭ
Ｓアルゴリズムを利用したフィルタ係数学習手段により
構成されるものであっても良い。このＦＩＲフィルタに
よる等化特性は、フィルタ係数を可変させることで実現
されるものである。ＦＩＲフィルタは、図１０に示すよ
うな再生クロックの１周期分（本発明の場合は、２Ｔ）
を遅延させるための遅延素子２３ａないし２３ｆと、乗
算素子２４ａないし２４ｇと、加算手段２５により構成
されるものであってもよい。ＦＩＲフィルタのフィルタ
係数Ｓ１ないしＳ７は、加算手段２５から出力されるパ
ーシャルレスポンス等化出力信号に存在する等化誤差
が、最小になるように適応的に制御するＬＭＳアルゴリ
ズムを利用したフィルタ係数学習手段により設定され
る。フィルタ係数学習手段は、例えば、図１１に示すよ
うな構成のものでもよい。加算手段２５の等化出力信号
から仮判定回路２６によりパーシャルレスポンス方式に
対応した等化目標値を検出し、その等化目標値と加算信
号２５の出力信号を減算して等化誤差を検出する等化誤
差検出器２７と、等化誤差検出器２７の出力信号と、Ｆ
ＩＲフィルタの入力信号との相関を演算する相関器２８
と、相関器２８の出力をゲイン倍してフィードバックゲ
インを調整する手段としてのフィードバックゲイン調整
器２９と、その出力を各タップのフィルタ係数に加算
し、フィルタ係数を更新する手段としてのフィルタ係数
更新手段３０ａないし３０ｇにより構成されるものであ
り、適応制御開始時は、初期値記憶手段３１ａないし３
１ｇに格納されているフィルタ係数の初期値をロードし
て、フィルタ係数の適応自動等化制御を行うものであ
る。ハーフレート処理用適応等化手段９の出力信号は、
図９（ｃ）における白丸○になり、ナイキスト補間型適
応等化手段３２の出力信号は、図９（ｃ）における黒丸
●になる。
【００５６】以上、一連の動作により出力された、パー
シャルレスポンス等化信号を用いて、パーシャルレスポ
ンスの型に応じて復号を行なうハーフレート処理用最尤
復号器１０を通してデータ復調を行なう。ここで、ハー
フレート処理用最尤復号器１０は、例えば、実施の形態
１に記載したような、チャネルビット周波数の半分の周
波数を用いて復調処理を行うビタビ復号器であってもよ
い。
【００５７】なお、実施の形態２におけるハーフレート
処理用オフセット制御手段４は、例えば、図５におい
て、標本化信号の代わりに、ハーフレート処理用適応等
化手段９の等化出力信号を入力信号とし、ナイキスト補
間フィルタ１７の代わりに、ナイキスト補間型適応等化
手段３２の出力信号を用いることを特徴とするものであ
っても良い。これにより、パーシャルレスポンス等化さ
れた信号を直接オフセット補正制御に用いることが可能
となるため、オフセット補正制御の正確さを向上させる
ことができる。
【００５８】一方、ＰＲＭＬ信号処理を実現するため
に、再生信号から、それに含まれるクロック成分の半分
の周波数の位相と同期した標本化信号を生成することが
必要である。それを実現するためのハーフレート処理用
位相同期制御手段５は、以下のような構成を有するもの
であっても良い。アナログ・デジタルコンバータ３とハ
ーフレート処理用オフセット制御手段４を経て、ハーフ
レート処理用適応等化手段９とナイキスト補間型適応等
化手段３２から生成された等化出力信号を入力信号とし
て、ハーフレート処理用位相誤差情報検出手段６により
位相誤差情報を検出する。そこで生成された位相誤差情
報を平滑化するためのループフィルタ７と、ループフィ
ルタ７の出力信号を基に、クロック発生手段８を用い
て、再生クロックの位相と再生信号が有するクロック成
分の半分の周波数の位相が同期するように制御する。こ
れら、アナログ・デジタルコンバータ３から開始し、ク
ロック発生手段８までの経路により生成される再生クロ
ックを用いて、再生信号が有するクロック成分の半分の
周波数の位相と同期した多ビットの標本化信号が生成さ
れるため、ＰＲＭＬ信号処理を実現することが可能とな
る。
【００５９】なお、ハーフレート処理用位相誤差情報検
出手段６は、図８に示すような原理に基づいて、再生デ
ータの有するクロック成分の半分の周波数の位相と、再
生クロックの位相を同期させるための位相誤差情報を検
出するものであっても良い。
【００６０】このように、本実施の形態２によるデジタ
ルデータ再生装置では、光記録媒体３３から再生手段３
４により再生された光ディスク再生信号を、プリアンプ
１で出力振幅を強調した後、波形等化手段２で高域を強
調するような補正を施すとともに、波形等化手段２の出
力信号をクロック発生手段８により生成される再生クロ
ックを用いてアナログ・デジタルコンバータ３により多
ビットのデジタル信号 に標本化する際に、チャネルビ
ット周波数の半分の周波数を基に生成した再生クロック
を用いて行い、ハーフレート処理用オフセット制御手段
４により、標本化された多ビットのデジタル信号に含ま
れる振幅方向のオフセット成分の補正を行った後、ハー
フレート処理用位相同期制御手段５により、再生信号に
含まれるチャネルビット周波数の半分の周波数の位相と
同期した標本化信号を生成させ、ハーフレート処理用適
応等化手段９及びナイキスト補間適応等化手段３２によ
りパーシャルレスポンス等化処理を行い、ハーフレート
処理用最尤復号器１０で最尤復号法（マキシマムライク
リフード）により復号を行う、ＰＲＭＬ信号処理を適用
したから、復調データの品質を向上させることができ、
消費電力を大幅に低減することができる効果がある。
【００６１】また、実施の形態１においては、ハーフレ
ート処理用オフセット制御手段４は、標本化信号から直
線フィルタ１１もしくはナイキスト補間フィルタ１７に
より、チャネルビット周波数毎の再生信号として欠落し
た時間方向の成分である補間信号を復元し、標準化信号
と補間信号から、オフセット制御を行っていたが、本実
施の形態２では、ハーフレート処理用オフセット制御手
段４は、標本化信号の代わりに、ハーフレート処理用適
応等化手段９の等化出力信号を入力信号とし、直線フィ
ルタ１１もしくはナイキスト補間フィルタ１７の代わり
に、ナイキスト補間型適応等化手段３２を用いるように
したから、パーシャルレスポンス等化された信号を直接
オフセット補正制御や位相同期制御に用いることがで
き、再生性能を向上させることができる効果がある。
【００６２】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１に係る
デジタルデータ再生装置によれば、同じ符号が少なくと
も３つ以上連続する制約を有する記録符号によりデジタ
ル記録されている光記録媒体から、デジタルデータを復
調するデジタルデータ再生装置において、チャネルビッ
ト周波数の半分の周波数のクロックにより標本化して得
られた再生信号に、欠落した時間の振幅方向のオフセッ
ト情報を補間しながら、オフセット補正制御を行う、ハ
ーフレート処理用オフセット制御手段と、上記ハーフレ
ート処理用オフセット制御手段により得られた再生信号
に対し、欠落した時間の位相誤差情報を補間しながら、
位相同期制御を行う、ハーフレート処理用位相同期制御
手段と、上記ハーフレート処理用オフセット制御手段、
及び上記ハーフレート処理用位相同期制御手段により、
振幅方向のオフセット補正、及び位相同期がなされた再
生信号に対し、パーシャルレスポンス適応等化を行う、
ハーフレート処理用適応等化手段と、上記ハーフレート
処理用適応等化手段により得られた、パーシャルレスポ
ンス適応等化信号を用いて、パーシャルレスポンスの型
に応じて復号を行う、ハーフレート処理用最尤復号手段
とを備えた構成としたから、チャネルビット周波数の半
分の周波数のクロックを用いて、データ復調処理を行う
ことが可能になるため、消費電力を低減できる効果があ
る。
【００６３】また、本発明の請求項２に係るデジタルデ
ータ再生装置によれば、請求項１に記載のデジタルデー
タ再生装置において、上記ハーフレート処理用適応等化
手段が、上記チャネルビット周波数毎の等化出力信号を
求める際に、該チャネルビット周波数の半分の周波数の
クロックにより標本化して得られた再生信号からパーシ
ャルレスポンス適応等化を行う、第1のハーフレート処
理用適応等化フィルタと、上記標本化により再生信号を
得る際に、欠落した中間信号をナイキスト補間により復
元する、第２のハーフレート処理用適応等化フィルタと
を備えることとしたから、チャネルビット周波数の半分
の周波数のクロックを用いて標本化した場合に、チャネ
ルビット周波数毎の再生信号波形が正確に復元できるた
め、チャネルビット周波数のクロックで標本化した場合
と比較しても、デジタルデータ復調の性能が劣化しない
効果がある。
【００６４】また、本発明の請求項３に係るデジタルデ
ータ再生装置によれば、請求項１に記載のデジタルデー
タ再生装置において、上記ハーフレート処理用位相同期
制御手段が、上記標本化信号から上記チャネルビット周
波数毎の位相誤差情報を補間する際に、直線補間フィル
タを用いる構成としたから、チャネルビット周波数の半
分の周波数のクロックを用いて、位相同期制御を行う場
合に、最小限のフィードバック遅延量で位相同期制御ル
ープを構成することが可能になるため、位相同期性能が
保証される効果がある。
【００６５】また、本発明の請求項４に係るデジタルデ
ータ再生装置によれば、請求項１に記載のデジタルデー
タ再生装置において、上記ハーフレート処理用位相同期
制御手段が、上記標本化信号から上記チャネルビット周
波数毎の位相誤差情報を補間する際に、ナイキスト補間
フィルタを用いる構成としたから、チャネルビット周波
数の半分の周波数のクロックを用いて、位相同期制御を
行う場合に、直線補間処理で得られた位相誤差情報より
も精度が向上する効果がある。
【００６６】また、本発明の請求項５に係るデジタルデ
ータ再生装置によれば、請求項４に記載のデジタルデー
タ再生装置において、上記ナイキスト補間フィルタが、
精度を維持するのに必要な最小限のタップ数を有する有
限インパルス応答フィルタにより構成されることとした
から、チャネルビット周波数の半分の周波数のクロック
を用いて、位相同期制御を行う場合に、位相同期制御ル
ープの遅延量を抑制するとともに、直線補間処理よりも
位相誤差情報の精度が確保できるため、より正確な位相
同期制御を行うことができる効果がある。
【００６７】また、本発明の請求項６に係るデジタルデ
ータ再生装置によれば、請求項３ないし請求項５のいず
れかに記載のデジタルデータ再生装置において、上記ハ
ーフレート処理用位相同期制御手段が、上記標本化信号
から上記補間フィルタを用いて上記チャネルビット周波
数毎の再生信号を補間し、上記標本化信号と上記補間フ
ィルタ出力信号を並列して保持する保持手段を有し、該
保持手段の出力信号を加算した加算信号の符号の極性に
より、正確に位相誤差情報を決定する構成としたから、
チャネルビット周波数の半分の周波数のクロックを用い
て、位相同期制御を行う場合に、補間処理により復元し
たデータも含めて、正確に位相誤差情報が取得できるタ
イミングを特定できるため、位相同期制御を安定に行え
る効果がある。
【００６８】また、本発明の請求項７に係るデジタルデ
ータ再生装置によれば、請求項２に記載のデジタルデー
タ再生装置において、上記ハーフレート処理用位相同期
制御手段が、上記第１の適応等化フィルタから出力され
る適応等化信号と、上記第２の適応等化フィルタから出
力される補間信号を用いて、正確に位相誤差情報を求め
る構成としたから、パーシャルレスポンスに適した等化
出力信号から位相誤差情報を生成することができるた
め、位相同期制御の信頼性を向上させることができる効
果がある。
【００６９】また、本発明の請求項８に係るデジタルデ
ータ再生装置によれば、請求項１に記載のデジタルデー
タ再生装置において、上記ハーフレート処理用オフセッ
ト制御手段が、上記標本化信号から上記チャネルビット
周波数毎の振幅方向のオフセット情報を補間する際に、
直線補間フィルタを用いることとしたから、チャネルビ
ット周波数の半分の周波数のクロックを用いて、オフセ
ット補正制御を行う場合に、最小限のフィードバック遅
延量でオフセット制御ループを構成することが可能にな
るため、オフセット補正性能が保証される効果がある。
【００７０】また、本発明の請求項９に係るデジタルデ
ータ再生装置によれば、請求項１に記載のデジタルデー
タ再生装置において、上記ハーフレート処理用オフセッ
ト制御手段が、上記標本化信号から上記チャネルビット
周波数毎の振幅方向のオフセット情報を補間する際に、
ナイキスト補間フィルタを用いることとしたから、チャ
ネルビット周波数の半分の周波数のクロックを用いて、
オフセット補正制御を行う場合に、直線補間処理で得ら
れたオフセット情報よりも精度が向上する効果がある。
【００７１】また、本発明の請求項１０に係るデジタル
データ再生装置によれば、請求項９に記載のデジタルデ
ータ再生装置において、上記ナイキスト補間フィルタ
が、精度を維持するのに必要な最小限のタップ数を有す
るFinite Impulse Responseフィルタにより構成される
こととしたから、チャネルビット周波数の半分の周波数
のクロックを用いて、オフセット補正制御を行う場合
に、オフセット制御ループの遅延量を抑制するととも
に、直線補間処理よりもオフセット情報の精度が確保で
きるため、より正確なオフセット補正制御を行える効果
がある。
【００７２】また、本発明の請求項１１に係るデジタル
データ再生装置によれば、請求項８ないし請求項１０の
いずれかに記載のデジタルデータ再生装置において、上
記ハーフレート処理用オフセット制御手段は、上記標本
化信号と上記補間フィルタにより補間された補間信号
を、並列して保持するゼロクロス位置検出手段と、上記
標本化信号と上記補間信号を加算した加算信号の符号の
極性により、正確にオフセット情報を決定するオフセッ
ト情報選択手段とを備えることとしたから、チャネルビ
ット周波数の半分の周波数のクロックを用いて、オフセ
ット補正制御を行う場合に、補間処理により復元したデ
ータも含めて、正確にオフセット情報が取得できるタイ
ミングを特定できるため、オフセット補正制御を安定に
行うことができる効果がある。
【００７３】また、本発明の請求項１２に係るデジタル
データ再生装置によれば、請求項１に記載のデジタルデ
ータ再生装置において、上記ハーフレート処理用オフセ
ット制御手段は、ある任意の期間において、上記標本化
信号と上記補間信号を加算した加算信号の符号の極性が
正ならば１を加算し、負ならば１を減算する極性値出力
手段と、カウンタと、上記極性出力手段からの出力結果
を、上記カウンタにより設定される任意の期間、累積加
算する累積加算手段とを備え、位相同期状態でない場合
にも振幅方向のオフセット補正を行うこととしたから、
チャネルビット周波数の半分の周波数のクロックを用い
て、オフセット補正制御を行う場合に、位相同期状態に
限定しなくても制御を行うことができる効果がある。
【００７４】また、本発明の請求項１３に係るデジタル
データ再生装置によれば、請求項２に記載のデジタルデ
ータ再生装置において、上記ハーフレート処理用オフセ
ット制御手段が、上記第１の適応等化フィルタから出力
される適応等化信号と、上記第２の適応等化フィルタか
ら出力される補間信号を用いて、正確に振幅方向のオフ
セット情報を求めることとしたから、パーシャルレスポ
ンスに適した等化出力信号からオフセット情報を生成す
ることができるため、オフセット補正制御の信頼性を向
上させられる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるデジタルデータ再
生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】高次イクリップルフィルタの周波数特性の説明
図である。
【図３】各種パーシャルレスポンス方式の周波数特性と
ＭＴＦ特性を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１によるデジタルデータ再
生装置において、直線補間フィルタを用いたハーフレー
ト処理用オフセット制御手段４の構成を示すブロック図
（ａ）、及び直線補間の原理を説明するための図（ｂ）
である。
【図５】本発明の実施の形態１及び２によるデジタルデ
ータ再生装置において、ナイキスト補間フィルタを用い
たハーフレート処理用オフセット制御手段４の構成を示
すブロック図（ａ）、及びナイキスト補間の原理を説明
するための図（ｂ）である。
【図６】本発明の実施の形態１及び２によるデジタルデ
ータ再生装置において、ナイキスト補間フィルタ１７の
動作原理について説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態１によるデジタルデータ再
生装置において、請求項１２に記載のハーフレート処理
用オフセット制御手段４の構成を示すブロック図であ
る。
【図８】本発明の実施の形態１によるデジタルデータ再
生装置において、直線補間フィルタ（ａ）、及びナイキ
スト補間フィルタ（ｂ）を用いたハーフレート処理用位
相誤差情報検出手段６の動作原理について説明するため
の図である。
【図９】本発明の実施の形態１及び２によるデジタルデ
ータ再生装置において、ハーフレート処理用適応等化手
段９で実現する、ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）等化方式と、
一般的な、２値化判別方式の違いについての説明図であ
る。
【図１０】本発明の実施の形態１及び２によるデジタル
データ再生装置において、ハーフレート処理用適応等化
手段９の構成要素であるＦＩＲフィルタの構成を示すブ
ロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態１及び２によるデジタル
データ再生装置において、ハーフレート処理用適応等化
手段９の構成要素であるフィルタ係数学習手段の構成を
示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態１によるデジタルデータ
再生装置において、ハーフレート処理用最尤復号器１０
をビタビ復号器により実現する場合の動作原理の説明図
である。
【図１３】本発明の実施の形態２によるデジタルデータ
再生装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】従来のデジタルデータ再生装置の構成を示す
ブロック図である。
【図１５】従来のデジタルデータ再生装置の記録データ
及び各出力段階における出力信号波形の説明図である。
【符号の説明】
１ プリアンプ ２ 波形等化手段 ３ アナログ・デジタルコンバータ ４ ハーフレート処理用オフセット制御手段 ５ ハーフレート処理用位相同期制御手段 ６ ハーフレート処理用位相誤差情報検出手段 ７ ループフィルタ ８ クロック発生手段 ９ ハーフレート処理用適応等化手段 １０ ハーフレート処理用最尤復号器 １１ 直線補間フィルタ １２ ゼロクロス位置検出手段 １３ オフセット情報選択手段 １４ 平滑化手段 １５ 減算手段 １６Ａ〜Ｆ 直線補間の原理を説明するデータ １７ ナイキスト補間フィルタ １８Ａ〜Ｅ ナイキスト補間の原理を説明するデータ １９Ａ〜Ｆ ナイキスト補間フィルタのフィルタ係数 ２０ 極性値出力手段 ２１ 累積加算手段 ２２ カウンタ ２３ａ〜ｆ 遅延素子 ２４ａ〜ｇ 乗算素子 ２５ 加算手段 ２６ 仮判定回路 ２７ 等化誤差検出器 ２８ 相関器 ２９ フィードバックゲイン調整器 ３０ａ〜ｇ フィルタ係数更新手段 ３１ａ〜ｇ 初期値記憶手段 ３２ ナイキスト補間型適応等化手段 ３３ 光記録媒体 ３４ 再生手段 ３５ オフセット補正手段 ３６ トランスバーサルフィルタ ３７ タップの重み係数設定手段 ３８ ビタビ復号器 ３９ セロクロス長検出器 ４０ 周波数誤差検出器 ４１ 位相比較器 ４２ 周波数制御用ループフィルタ ４３ 位相制御用ループフィルタ ４４ａ、ｂ デジタル・アナログコンバータ ４５ ＶＣＯ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 同じ符号が少なくとも３つ以上連続する
    制約を有する記録符号によりデジタル記録されている光
    記録媒体から、デジタルデータを復調するデジタルデー
    タ再生装置において、 チャネルビット周波数の半分の周波数のクロックにより
    標本化して得られた再生信号に、欠落した時間の振幅方
    向のオフセット情報を補間しながら、オフセット補正制
    御を行う、ハーフレート処理用オフセット制御手段と、 上記ハーフレート処理用オフセット制御手段により得ら
    れた再生信号に対し、欠落した時間の位相誤差情報を補
    間しながら、位相同期制御を行う、ハーフレート処理用
    位相同期制御手段と、 上記ハーフレート処理用オフセット制御手段、及び上記
    ハーフレート処理用位相同期制御手段により、振幅方向
    のオフセット補正、及び位相同期がなされた再生信号に
    対し、パーシャルレスポンス適応等化を行う、ハーフレ
    ート処理用適応等化手段と、 上記ハーフレート処理用適応等化手段により得られた、
    パーシャルレスポンス適応等化信号を用いて、パーシャ
    ルレスポンスの型に応じて復号を行う、ハーフレート処
    理用最尤復号手段とを備えた、 ことを特徴とするデジタルデータ再生装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のデジタルデータ再生装
    置において、 上記ハーフレート処理用適応等化手段が、 上記チャネルビット周波数毎の等化出力信号を求める際
    に、該チャネルビット周波数の半分の周波数のクロック
    により標本化して得られた再生信号からパーシャルレス
    ポンス適応等化を行う、第1のハーフレート処理用適応
    等化フィルタと、 上記標本化により再生信号を得る際に、欠落した中間信
    号をナイキスト補間により復元する、第２のハーフレー
    ト処理用適応等化フィルタとを備えた、 ことを特徴とするデジタルデータ再生装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のデジタルデータ再生装
    置において、上記ハーフレート処理用位相同期制御手段
    が、上記標本化信号から上記チャネルビット周波数毎の
    位相誤差情報を補間する際に、直線補間フィルタを用い
    る、 ことを特徴とするデジタルデータ再生装置。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のデジタルデータ再生装
    置において、 上記ハーフレート処理用位相同期制御手段が、上記標本
    化信号から上記チャネルビット周波数毎の位相誤差情報
    を補間する際に、ナイキスト補間フィルタを用いる、 ことを特徴とするデジタルデータ再生装置。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載のデジタルデータ再生装
    置において、 上記ナイキスト補間フィルタが、精度を維持するのに必
    要な最小限のタップ数を有する有限インパルス応答フィ
    ルタにより構成される、 ことを特徴とするデジタルデータ再生装置。
  6. 【請求項６】 請求項３ないし請求項５のいずれかに記
    載のデジタルデータ再生装置において、 上記ハーフレート処理用位相同期制御手段が、上記標本
    化信号から上記補間フィルタを用いて上記チャネルビッ
    ト周波数毎の再生信号を補間し、上記標本化信号と上記
    補間フィルタ出力信号を並列して保持する保持手段を有
    し、該保持手段の出力信号を加算した加算信号の符号の
    極性により、正確に位相誤差情報を決定する、 ことを特徴とするデジタルデータ再生装置。
  7. 【請求項７】 請求項２に記載のデジタルデータ再生装
    置において、 上記ハーフレート処理用位相同期制御手段が、上記第１
    の適応等化フィルタから出力される適応等化信号と、上
    記第２の適応等化フィルタから出力される補間信号を用
    いて、正確に位相誤差情報を求める、 ことを特徴とするデジタルデータ再生装置。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載のデジタルデータ再生装
    置において、 上記ハーフレート処理用オフセット制御手段が、上記標
    本化信号から上記チャネルビット周波数毎の振幅方向の
    オフセット情報を補間する際に、直線補間フィルタを用
    いる、 ことを特徴とするデジタルデータ再生装置。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載のデジタルデータ再生装
    置において、 上記ハーフレート処理用オフセット制御手段が、上記標
    本化信号から上記チャネルビット周波数毎の振幅方向の
    オフセット情報を補間する際に、ナイキスト補間フィル
    タを用いる、 ことを特徴とするデジタルデータ再生装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載のデジタルデータ再生
    装置において、 上記ナイキスト補間フィルタが、精度を維持するのに必
    要な最小限のタップ数を有する有限インパルス応答フィ
    ルタにより構成される、 ことを特徴とするデジタルデータ再生装置。
  11. 【請求項１１】 請求項８ないし請求項１０のいずれか
    に記載のデジタルデータ再生装置において、 上記ハーフレート処理用オフセット制御手段は、 上記標本化信号と上記補間フィルタにより補間された補
    間信号を、並列して保持するゼロクロス位置検出手段
    と、 上記標本化信号と上記補間信号を加算した加算信号の符
    号の極性により、正確にオフセット情報を決定するオフ
    セット情報選択手段とを備えた、 ことを特徴とするデジタルデータ再生装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１に記載のデジタルデータ再生
    装置において、 上記ハーフレート処理用オフセット制御手段は、 ある任意の期間において、上記標本化信号と上記補間信
    号を加算した加算信号の符号の極性が正ならば１を加算
    し、負ならば１を減算する極性値出力手段と、 カウンタと、 上記極性出力手段からの出力結果を、上記カウンタによ
    り設定される任意の期間、累積加算する累積加算手段と
    を備え、 位相同期状態でない場合にも振幅方向のオフセット補正
    を行う、 ことを特徴とするデジタルデータ再生装置。
  13. 【請求項１３】 請求項２に記載のデジタルデータ再生
    装置において、 上記ハーフレート処理用オフセット制御手段が、上記第
    １の適応等化フィルタから出力される適応等化信号と、
    上記第２の適応等化フィルタから出力される補間信号を
    用いて、正確に振幅方向のオフセット情報を求める、こ
    とを特徴とするデジタルデータ再生装置。
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