JP2003257133A - 情報再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再生信号振幅のばらつき、エッジ傾きのばら
つき等でＰＬＬのループゲインが変化し、最悪の場合、
ＰＬＬが外れる、或いは再生クロックと再生信号の同期
性が低下し、エラーが発生する。 【解決手段】 再生信号と再生クロック信号との位相差
を検出する手段と、検出された位相差を打ち消すように
前記再生クロック信号の周波数を調整するＰＬＬ回路
と、ＰＬＬ回路の状態を検出する手段とを含み、検出さ
れた状態に応じてＰＬＬ回路のループゲインを調整す
る。これにより、再生信号のばらつき、装置のばらつき
によらず、ＰＬＬのゲインを適切に調整でき、信頼性の
高い情報再生を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報記録媒体に記
録されたデジタルデータを再生する情報再生装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図１８は光ディスク装置等のデータ記録
再生装置の一例を示すブロック図である。図中１は情報
記録媒体であるところの光ディスク、２は光ディスク１
を一定速度で回転させるスピンドルモータ、３は光ディ
スク１に光ビームを照射し、光ディスク１からの反射光
を受光して光電変換を行い、光ディスク１上の情報トラ
ックの情報を再生信号として検出するピックアップであ
る。

【０００３】また、４はピックアップ３の出力を増幅す
るアンプ、５はアンプ４の出力をデジタル値に変換する
A/Dコンバータ、６はA/Dコンバータ５で変換されたデジ
タル再生信号が入力され、且つ、VCO（電圧制御発振
器）９の出力である再生クロックが供給され、デジタル
再生信号と再生クロックとの位相差を検出する位相誤差
検出器である。７は位相誤差検出器６の出力である位相
誤差が入力されるループフィルタであり、A/Dコンバー
タ５、位相誤差検出器６、ループフィルタ７、D/Aコン
バータ８、VCO９で構成されるPLLループのループ特性の
安定化、不要な高域成分のカット等を行う。

【０００４】８はループフィルタの出力をアナログ電圧
に変換するD/Aコンバータ、９はD/Aコンバータ８の出力
に応じて発振周波数が変化する電圧制御発振器（いわゆ
るVCOと呼ばれる）である。１０はA/Dコンバータ５にお
いてデジタル化されたデジタル再生信号を処理し、２値
化信号として出力するデータセパレータである。通常、
光ディスク１に記録されているデータはディスクの特性
に適した変調がなされており、例えば、１−７変調とい
った変調データが記録されている。１１はこの１−７変
調を復調する復調器、１２は復調されたデータの誤りを
訂正するリードソロモン符号をデコードするECC（エラ
ーコレクションコード）ブロックである。

【０００５】次に、図１９に基づいてＰＬＬの位相誤差
検出方法を説明する。図１９（ａ）はＶＣＯ９の再生ク
ロック、図１９（ｂ）は光ディスク１から再生され、ア
ンプ４で増幅された再生信号である。図１９（ｂ）に示
す再生信号のエッジ点におけるＡ／Ｄコンバータ５のサ
ンプル値が位相誤差信号となる（図中矢印で示すサンプ
ル点）。

【０００６】再生信号のエッジは図１９（ｂ）に示すよ
うに傾斜しており、Ａ／Ｄコンバータ５のサンプルタイ
ミングが傾斜の中央にきた時がクロックと再生信号の位
相がゼロの状態である。例えば、再生信号の方が遅れる
と、Ａ／Ｄコンバータ５のサンプル値は位相ゼロの場合
より小さくなり、逆に再生信号は進むとＡ／Ｄコンバー
タ５のサンプル値は位相ゼロの場合より大きくなる。

【０００７】この原理によりクロックと再生信号の位相
誤差を検出し、検出した位相誤差信号は適切な周波数特
性及びゲインを持つループフィルタ７、Ｄ／Ａコンバー
タ８を介してＶＣＯ９の制御電圧に供給される。この
時、位相誤差検出器６により再生信号の位相遅れが検出
されるとＶＣＯ９の発振周波数を下げ、逆に再生信号の
位相が進んでいる場合はＶＣＯ９の発振周波数を上げ
る。このようにＰＬＬループが動作する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の光デ
ィスクの高密度技術の進歩により再生信号から再生クロ
ックを再生するＰＬＬ回路にも高精度が要求されてい
る。光ディスクの情報を高密度化すると、光ディスクに
記録される信号、言い換えれば記録マークが微細化し、
それに伴い再生信号が大きく低下する。また、光ディス
ク毎或いは光ディスク１枚の中での再生信号のばらつき
がＰＬＬ性能に対し悪影響を及ぼす。

【０００９】信号振幅が変化すると図１９（ｂ）に示す
再生信号波形の振幅が変化し、検出される位相誤差信号
の感度が変化する。それにより、ＰＬＬのループゲイン
が変わり、最悪の場合、ループが不安定になってＰＬＬ
が外れたり、或いはループの追従性が悪くなってクロッ
クと再生信号の同期性が低下し、データセパレータ１０
のエラーが多発する。

【００１０】また、光ディスクのばらつき、レーザーパ
ワーのばらつき、或いはフォーカス・トラッキングとい
った光スポットの情報トラックに対する制御誤差によっ
ては、再生信号の振幅のみならず、再生信号のエッジの
傾きの変化が起こる。エッジの傾きの変化は再生信号振
幅の変化と同様に位相誤差検出感度の変化として現わ
れ、前述のようにＰＬＬが不安定になる。また、ＶＣＯ
９の制御電圧−周波数変化特性、即ち、ＶＣＯのゲイン
も個体差によるばらつきが多く、ＰＬＬの不安定を引き
起こす原因となる。

【００１１】図２０はＰＬＬの一巡伝達特性を示すボー
ド線図である。図２０において、ｂは適切なループ特性
の場合、ａはループゲインが低くＰＬＬ追従性能が低い
場合、ｃはループゲインが高くＰＬＬの安定性に問題が
ある場合のループ特性を示している。また、一般に、高
密度記録になればなるほど低密度記録に比して相対的に
再生信号のS／N、ジッターが悪化し、PLLにとっても外
れやすい状況となっている。

【００１２】図２１は特開平６−７６４８６号公報で提
案された情報再生装置を示すブロック図である。同公報
には、ＰＬＬ開始時と定常状態時とで、ＰＬＬの時定数
を変更する構成が開示されている。なお、図２１では図
１８と同一部分は同一符号を付している。図２１におい
て、７Ａ及び７Ｂはループフィルタで、スイッチ１３に
よりループフィルタ７Ａ側が選択された時にＰＬＬ総合
のループ特性の時定数が小さく高速応答特性を持つＰＬ
Ｌとなる。また、スイッチ１３によりループフィルタ７
Ｂが選択された時にはＰＬＬ総合のループ特性の時定数
が大きく安定性の高いＰＬＬとなる。

【００１３】通常、光ディスク装置では、再生しようと
するデータ領域にピックアップを移動させて（シーク動
作）、再生しようとするデータの頭出しを行い、この先
頭データの最初の部分でＰＬＬ動作を開始し、ＰＬＬが
ロックした後にデータ再生が可能になる。また、多くの
光ディスク装置ではデータの記録再生単位としてセクタ
という概念が用いられ、このセクタの最初の部分でＰＬ
Ｌ動作を開始し、ＰＬＬがロックした後にデータ再生を
行う。このため、ＰＬＬ動作を開始してから速やかにロ
ックすることが可能なＰＬＬが必要とされている。

【００１４】一方、ディスク面に付着したごみ、傷等の
影響で、再生信号が乱される場合が多々存在する。この
再生信号の乱れはＰＬＬにとっても外乱となり、これら
外乱によって動作が乱されない特性もＰＬＬに要求され
ている。このため、特開平６−７６４８６公報のもので
は、セクタの最初のＰＬＬの引き込み時にループフィル
タ７Ａを選択して応答の早い時定数の小さなＰＬＬを構
成し、ロックした後にループフィルタ７Ｂに切り換える
ことにより安定性の高い時定数の大きなＰＬＬを構成し
ている。

【００１５】しかしながら、同公報の構成では、光ディ
スク装置の設計時にＰＬＬの回路部分の特性が決定して
おり、光ディスクのばらつきによる再生信号振幅、エッ
ジ傾きのばらつきに対応することはできない。そのた
め、ＰＬＬのループゲインが変わり、最悪の場合、ルー
プが不安定になってＰＬＬが外れる、或いはループの追
従性が悪くなってクロックと再生信号の同期性が低下
し、データセパレータのエラーが多発するという問題が
あった。

【００１６】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たもので、その目的は、ＰＬＬのループゲインを適切に
調整することにより、再生信号振幅やエッジの傾きのば
らつきによらず、信頼性の高い情報再生を行うことが可
能な情報再生装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、情報記
録媒体からの再生信号に基づいて再生クロック信号を生
成する情報再生装置において、前記再生信号と再生クロ
ック信号との位相差を検出する手段と、検出された位相
差を打ち消すように前記再生クロック信号の周波数を調
整するＰＬＬ回路と、前記ＰＬＬ回路の状態を検出する
手段と、検出された状態に応じてＰＬＬ回路のループゲ
インを調整する手段とを備えたことを特徴とする情報再
生装置によって達成される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１９】（第１の実施形態）図１は本発明の第１の
実施形態の構成を示すブロック図である。なお、図１で
は図１８の従来装置と同一部分は同一符号を付して説明
を省略する。図１において、２１は乗算器であり、位相
誤差検出器６の出力にゲイン２３に格納されているゲイ
ン設定値を乗算し、積を出力する。２２は加算器で、乗
算器２１の出力に評価器２５の出力を加算し出力する。

【００２０】評価器２５はＰＬＬループ特性の測定を行
うもので、測定のための正弦波出力ポートａ、及び加算
器２２の加算前後の信号を入力するポートｂ、ｃを持っ
ている。２４はゲイン調整器であり、評価器２３の評価
結果をもとにゲイン２３にゲイン設定値を設定し、ＰＬ
Ｌのゲインを変更する。

【００２１】次に、本実施形態の動作について説明す
る。本実施形態では、情報データの再生に先立ち、光デ
ィスク１の情報データが記録されている領域において以
下の処理を行う。まず、ゲイン調整器２４はゲイン２３
に０ｄＢを設定する。この時、乗算器２１のゲインは０
ｄＢとなり、乗算器２１において利得は１である。次い
で、通常行われているように情報データの記録されてい
るセクタにおいてＰＬＬを開始する。

【００２２】しかるべき時間が経過した後、ＰＬＬがロ
ックするので、この状態の時に評価器２５は５０ＫＨｚ
の正弦波をポートａから出力する。この正弦波は加算器
２２においてループに加算され、加算器２２の前後の信
号にも５０ＫＨｚの信号成分が重畳される。評価器２５
はポートｂ、ｃに入力された信号の５０ＫＨｚ成分の振
幅を測定する。測定したポートｂの振幅とポートｃの振
幅の比率（ｃ／ｂ）がＰＬＬの一巡伝達特性における５
０ＫＨｚの伝達利得である。

【００２３】この伝達利得の逆数（ｄＢ表示で逆符号）
を評価器２５はゲイン調整器２４に出力する。ここで、
例えば、この伝達利得が−３ｄＢであったとする。これ
は、丁度図２０のａの状態に相当し、ループゲインが低
い場合である。ゲイン調整器２４は伝達利得が０ｄＢに
なるようにゲイン２３に+３ｄＢを設定する。ゲイン２
３に設定されたゲインは乗算器２１の演算に用いられ、
乗算器２１は＋３ｄＢのゲインを持ち、位相誤差検出器
６の出力との乗算を行う。これにより、ＰＬＬのループ
ゲインが＋３ｄＢとされ、一巡伝達特性の５０ＫＨｚの
伝達利得を０ｄＢとすることができる。

【００２４】逆に、例えば、一巡伝達特性の５０ＫＨｚ
の伝達利得が＋３ｄＢであるとすると（これは図２０の
ｃに相当）、ゲイン調整器２４はゲイン２３に−３ｄＢ
を設定し、乗算器２１は−３ｄＢのゲインとなり、位相
誤差検出器６の出力との乗算を行う。これにより、同様
に一巡伝達特性の５０ＫＨｚの伝達利得を０ｄＢとする
ことができる。

【００２５】このように本実施形態では、ＰＬＬの一巡
伝達特性を測定し、規定の一巡伝達利得に調整すること
により、再生信号振幅、エッジ傾き、ＶＣＯのばらつき
等の悪影響を排除することができ、適切な追従性を持
ち、且つ、安定なＰＬＬを構成することができる。

【００２６】（第２の実施形態）図２は本発明の第２の
実施形態の構成を示すブロック図である。なお、図２で
は図１と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
第２の実施形態では、再生信号をデータセパレータ１
０、復調器１１で処理し、ＥＣＣ１２においてデータの
誤り率を検出し、この誤り率によりゲイン２３を調整す
る。ゲイン調整器２４は、例えば、ゲイン２３に−６ｄ
Ｂを設定し、この時にＥＣＣ１２で測定された誤り率を
記憶する。次いで、ゲイン２３に−４ｄＢを設定し、こ
の時の誤り率を記憶する。ゲイン調整器２４はこのよう
にゲイン２３に設定するゲインを−６，−４、・・・＋
２、＋４ｄＢと変化させて、各々の場合の誤り率を設定
ゲインに対応させて記憶する。

【００２７】図３は測定結果の一例を示す。ゲイン２３
に設定するゲインを変化させると、図３に示すようにＥ
ＣＣ１２で測定される誤り率も変化し、設定ゲインの大
きい・小さい両極端で誤り率が増加する特性となる。ゲ
イン調整器２４では、これら測定データから図３に示す
基準誤り率（例えば、１ｅ−３）のラインをよぎるゲイ
ンを割り出し、設定ゲインを決定する。一次補間等を用
いて基準誤り率をよぎるゲインを導くと図３の場合、−
５．８ｄＢ及び＋３ｄＢとなる。設定ゲインはこれらの
中間値−１．４ｄＢとし、ゲイン調整器２４はゲイン２
３に−１．４ｄＢを設定する。このようにして再生デー
タの誤り率が最も少ないＰＬＬ特性に設定することがで
きる。本実施形態では図３の横軸にゲインの対数値を用
いているが、ゲイン値をリニアに扱って設定ゲインを求
めることも可能である。

【００２８】本実施形態では、再生データの誤り率をも
とにＰＬＬの特性を決定しているので、単純にＰＬＬの
ループゲイン、帯域をもとに決定する場合に比べて実際
のディスクのノイズ特性等、総合性能を加味したＰＬＬ
ゲイン設定が可能になり、よりマージンの大きな装置を
提供することが可能になる。

【００２９】（第３の実施形態）図４は本発明の第３の
実施形態を示すブロック図である。図４では図２と同一
部分は同一符号を付して説明を省略する。第３の実施形
態は、ＰＬＬのループ評価として、位相誤差検出器６の
出力であるところの位相誤差を用いている。位相誤差検
出器６の位相誤差はジッター測定器２６に供給され、こ
のジッター測定器２６では位相誤差信号のジッターを測
定する。

【００３０】具体的には、まず、ゲイン調整器２４はゲ
イン２３に、例えば、−６ｄＢを設定する。ジッター測
定器２６はこの時の位相誤差のジッターを測定し、ゲイ
ン調整器２４は測定されたジッターを記憶する。次い
で、ゲイン調整器２４はゲイン２３に、例えば、−４ｄ
Ｂを設定し、この時にジッター測定器２６で測定された
ジッターを記憶する。ゲイン調整器２４はこのようにゲ
イン２３に設定するゲインを−６，−４、・・・＋２、
＋４ｄＢと変化させて、各々の場合のジッターを設定ゲ
インに対応させて記憶する。

【００３１】図５は測定結果の一例を示す。このように
ゲイン２３に設定するゲインを変化させると、図５に示
すようにジッター測定器２６で測定されるジッターも変
化し、設定ゲインの大きい・小さい両極端でジッターが
増加する特性となる。ゲイン調整器２４では、これら測
定データから図５に示す基準ジッター（例えば５ｎｓ）
のラインをよぎるゲインを割り出し、設定ゲインを決定
する。一次補間等を用いて基準ジッタをよぎるゲインを
導くと図５の場合、−５．８ｄＢ及び＋３ｄＢとなる。
設定ゲインはこれらの中間値−１．４ｄＢとし、ゲイン
調整器２４はゲイン２３に−１．４ｄＢを設定する。こ
のようにして位相誤差のジッターが最も少ないＰＬＬ特
性に設定することができる。本実施形態では図５の横軸
にゲインの対数値を用いているが、ゲイン値をリニアに
扱って設定ゲインを求めることも可能である。

【００３２】本実施形態では、このように位相誤差を用
いてＰＬＬのループ特性を評価しているので、第２の実
施形態に比べて短時間でループ特性の評価が可能とな
る。即ち、誤り率を評価に用いるとデータがエラーにな
った部分でしか評価されないため、１ｅ−３程度の誤り
率が示す通り、最低でも１ｅ３個分のデータが必要であ
り、統計的に確度を保つためには１ｅ４程度のデータバ
イト数が必要である。一方、位相誤差信号のジッター値
は位相誤差の大きさをアナログ的に扱うことができ、こ
れを評価に用いると、データがエラーになりやすい（エ
ラーの可能性が高い）場合の状況も評価することになる
ため、第２の実施形態に比べて短時間でループの評価が
可能となる。

【００３３】（第４の実施形態）図６は本発明の第４の
実施形態の構成を示すブロック図である。図６では図２
と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施
形態では、データセパレータ１０内に再生信号品位を評
価する機能を持ち、メトリック差品位としてゲイン調整
器２４に出力する。

【００３４】図７はデータセパレータ１０の具体例を示
すブロック図である。図７において、１０２はＰＲ等化
器であり、Ａ／Ｄ変換された再生信号を等化する。ＰＲ
はパーシャルレスポンスを表わし、ここではＰＲ（１，
−１）特性を用いるものとする。１０３は最尤復号器で
あり、ＰＲ等化された信号を最尤復号して復号データを
出力する。１０４は評価指標生成部で、各種パラメータ
の調整のための指標となる値を生成する。評価指標生成
部１０４で生成された評価指標は、図６に示すゲイン調
整器２４に出力される。

【００３５】本実施形態の特徴は、ＰＲＭＬの復号デー
タ系列の確からしさを示す尤度を基に評価指標を生成
し、これを用いてＰＬＬのゲインを調整する点にある。
ここでは、ＲＬＬ（１，７）符号を用い、最小ランレン
グスが１である記録符号系列をＮＲＺＩで記録し、ＰＲ
ＭＬ（Partial-Response Maximum- Likelihood）方式で
再生する場合の評価指標を例として説明する。パーシャ
ルレスポンス特性はＰＲ（１，−１）とする。

【００３６】まず、最尤復号の復号プロセスは状態遷移
図により表わすことができる。任意の時刻ｋにおける状
態Ｓは、時刻ｋ−１と時刻ｋでの復号ビットa_K-1、ａ_K
により以下の４状態になる。

【００３７】S00（a_k-1 = 0, a_k = 0） S01（a_k-1 = 0, a_k = 1） S10（a_k-1 = 1, a_k = 0） S11（a_k-1 = 1, a_k = 1）

【００３８】この時の状態遷移図を図８に示す。図８に
示すように各状態は出力する復号ビットに応じて次の状
態に遷移する。例えば、状態００（Ｓ００）の時にＰＲ
理想出力値が＋１である場合には、復号ビット“１”を
出力して状態０１（Ｓ０１）に遷移する。一方、状態０
０（Ｓ００）の時にＰＲ理想出力値が０である場合に
は、復号ビット“０”を出力し状態００（Ｓ００）を維
持する。図９は図８の状態遷移図を時間軸方向に展開し
たトレリス線図である。図９の各時刻での状態遷移をブ
ランチ、各ブランチの確からしさをブランチメトリック
と呼び、次式により表わす。

【００３９】 ブランチメトリック＝（ｚ_k−ｙ_k）² …（１） ここで、z_kは実際に出力されるＰＲ（１，−１）後の再
生信号系列であり、y_kは理想再生系列に対するＰＲ
（１，−１）の出力値である。尚、ここでは最小ランレ
ングスを１に制限しているため、復号ビットが０−１−
０，１−０−１に相当する状態遷移は予め排除されてい
る。

【００４０】このようにＲＬＬ（１，７）符号の最小ラ
ンレングスが１の条件（これを以下ｄ制約とする）を用
いた記録符号系列をＰＲＭＬにより復号する場合、各時
刻におけるブランチは図１０に示すパターンとなる。図
１０に示すように各時刻において状態S00ではブランチ
３０１と３０５が合流し、同様に状態S11においてはブ
ランチ３０４と３０６が合流する。ビタビ復号では各時
刻毎に合流するブランチのいずれかを選択する。状態S0
1及びS10はブランチ３０２及び３０３により遷移する。

【００４１】各ブランチに対応するブランチメトリック
は以下に示す通りとなる。

【００４２】 ブランチ３０１ ｂ（３０１）＝（ｚ_k−０）² ブランチ３０２ ｂ（３０２）＝（ｚ_k−１）² ブランチ３０３ ｂ（３０３）＝（ｚ_k＋１）² ブランチ３０４ ｂ（３０４）＝（ｚ_k−０）² ブランチ３０５ ｂ（３０５）＝（ｚ_k−０）² ブランチ３０６ ｂ（３０６）＝（ｚ_k−０）²

【００４３】各時刻において定まるブランチをつなげる
と図９に示すようなトレリス線図となる。ここで、太線
で示す一続きのパスが時刻ｋにおいて残った復号信号系
列である。各時刻における復号系列の確からしさをパス
メトリック（尤度）と呼び、以下により求める。ｍin
［Ａ，Ｂ］はＡとＢのうちの小さい方を意味する。

【００４４】 状態S00_k m(00)_k＝min{m(00)_k-1＋z_k ²,m(10)_k-1＋ｚ_k ²｝…（２．１） 状態S01_k m(01)_k＝m(00)_k-1＋（ｚ_k−１）²…（２．２） 状態S10_k m(10)_k＝m(11)_k-1＋（ｚ_k＋１）²…（２．３） 状態S11_k m(11)_k＝min{m(11)_k-1＋z_k ²,m(01)_k-1＋ｚ_k ²｝…（２．４）

【００４５】尚、ここではＰＲの理想出力値を−1，
０，１とした場合について示している。ここで示すパス
メトリックは各時刻におけるブランチメトリックの累積
値により表される値であり、パスメトリック最小のパス
が出力される復号ビット系列となる。

【００４６】任意の時刻kにおいて、状態S00，S01，S1
0，S11に至るパスに対応する復号ビット系列は、長さｎ
（アドレスa₁〜a_n）の４つのパスメモリに保持されてい
る。ＰＲＭＬにおいては、時刻kの各状態のパスメトリ
ックの中で最小の値となるパスのパスメモリを参照し、
アドレスa₁のデータを復号ビットとして出力する。上記
で示すようにビタビ復号においては図１０に示すブラン
チの合流点である状態S00及びS11におけるブランチの選
択が復号時のエラー原因となる。即ち、図１０の状態S0
0に至るブランチにおいて、正しいブランチが３０１の
時にブランチ３０５を選択した場合に復号時のエラー原
因となる。

【００４７】式（２．１）により説明すると、ブランチ
３０１が正しいブランチの場合には、以下の関係が成り
立つ。

【００４８】m(00)_k-1<m(10)_k-1 …（３）

【００４９】ここで、ＰＲＭＬを用いた再生系において
再生信号系列の状態を評価する場合には、ブランチの合
流点において比較されるパスメトリックの差を用いるこ
とが有効である。上記式（３）においては、再生信号系
列の状態が良好な場合、即ち、エッジシフトの影響が小
さい場合には比較される２つのメトリック差（パスメト
リック差）は大きく、信号の状態が悪い場合、即ち、エ
ッジシフトの影響が大きい場合にはメトリック差は小さ
くなる。従って、比較される２つのメトリック差の絶対
値をΔｍとして以下により定義する。

【００５０】Δｍ_k＝|m(00)_k-1−m(10)_k-1| ・・・（４）

【００５１】図１１はメトリック差Δｍの分布を示す。
メトリック差の分布は、再生信号振幅の誤差及び位相の
誤差を含んだものとなる。つまり、エッジシフトの影響
を反映したものとなる。式（４）に示すようにメトリッ
ク差は絶対値により評価しているため、負の値は存在し
ない。ここで、メトリック差は合流点での２つのパスメ
トリックの差であるので、差が大きい方が信頼性が高く
正しいパスを選択できることになる。一方、メトリック
差が小さい場合は、誤ったパスとの識別が困難となるた
めにエラー発生の確率が高くなる。

【００５２】図１１に示すメトリック差の分布において
は、メトリック差が０になる近傍の頻度がエラーになる
確率が高いサンプルを表すことになる。従って、本実施
形態において、再生信号の状態を表す評価指標として
は、０近傍に設定した所定のしきい値以下のメトリック
差の頻度を用いる。

【００５３】また、各種パラメータの調整を行う場合に
は、各種パラメータの試行値を変化させ各パラメータの
試行値における評価指標の値を保持し、その最小値を与
える試行値によりパラメータの値を設定すれば良い。或
いは、後述するようにある規定値をよぎる評価指標を２
点求め、その中間値を設定すれば良い。

【００５４】図１２は最尤復号器１０３の構成を示す概
略ブロック図である。メトリック検出部２０１において
は、ＰＲ等化された波形を基にパスメトリックを算出す
る。パスメトリックの算出は式（２．１）から式（２．
４）に示すものを用いる。メトリック比較部２０３にお
いては式（２．１）及び式（２．４）における２つのパ
スメトリックの大小判別を行う。メトリック選択部２０
４においては大小判別結果に基づいて各状態のメトリッ
ク値を更新する。また、大小判別結果を基に制御信号を
出力する。

【００５５】パスメモリ部２０５は、各状態のパスに対
応した復号データを保持するメモリであり、図１３に示
すように状態S00，S01，S10，S11に対応した４×ｎ個の
復号データ候補が保持されている。４つのパスメモリの
値はメトリック選択部２０４から出力される制御信号を
基に更新される。

【００５６】図１３はパスメモリ部の制御を説明する図
である。図１３において３０１は前述した最尤復号のト
レリス線図である。また、３０２〜３０５は時刻k時点
での状態S00，S01，S10，S11に対応するパスメモリであ
る。更に、３０７〜３１０は時刻k+1時点の各パスメモ
リの値である。

【００５７】次に、時刻k+1の状態S00に至るパスを基に
パスメモリの制御について説明する。状態S00において
は、ブランチaとブランチbが合流する。この際、式
（２．１）に示すようにブランチaに対応するパスメト
リックとブランチｂに対応するパスメトリックがメトリ
ック比較部２０３において比較される。

【００５８】ここで、ブランチaに示すパスメトリック
が選択された場合、ブランチaのパスが残り、ブランチb
のパスが消える。これに対応して出力される制御信号を
基に時刻k+1のパスメモリ３０７の値はパスメモリ３０
４により複写され、最後尾に“０”が追加される。各パ
スメモリの復号データがｎ個を超える場合には、逐次左
方向にビットシフトされる。

【００５９】復号データ選択部２０２においては、４つ
のパスメモリから復号データを１つ選択する。最尤復号
において時刻kで４つの状態に対応するパスメトリック
が生成される。復号データ選択部２０６においては、こ
の中で最小のパスメトリックを与える状態を選択し、選
択した状態に対応するパスメモリの先頭アドレスの復号
ビットを出力する。

【００６０】このような方法によりＰＲＭＬの復号デー
タが生成される。評価指標生成部１０４は、前述のよう
にＰＲＭＬの復号過程で生成されるメトリック差の絶対
値を基に評価指標を生成する。

【００６１】次に、図１４のフローチャートに基づいて
評価指標生成部１０４の動作について説明する。図１４
において、まず、ＰＲＭＬの復号を開始後（ステップＳ
１）に、各時刻において状態S00,S01,S10,S11に至る4つ
のパスメトリックから最小のパスメトリックを与えるパ
スを検出する（ステップＳ２）。

【００６２】次いで、現時刻kの最小パスメトリックと
時刻k-1の最小パスメトリックを与える状態を検出する
（ステップＳ３）。最尤復号においては状態Ｓ０１→Ｓ
１１、及び状態Ｓ１０→Ｓ００の遷移が再生信号のエッ
ジ部に対応するので、検出した結果が以下の場合にメト
リック差を算出する（ステップＳ４）。

【００６３】 時刻k-1の最小パス 時刻ｋの最小パス S01 S11 → メトリック差算出 S10 S00 → メトリック差算出 上記以外 → 検出しない

【００６４】メトリック差は、状態S00またはS11に合流
する２つのパスのパスメトリックの差分の絶対値であ
る。このようにして再生信号のエッジ部におけるメトリ
ック差を算出する。

【００６５】パスメトリックを算出する毎に、カウンタ
Ａの値を＋１加算する（ステップＳ５）。次に、算出し
たメトリック差の絶対値を所定のしきい値と比較し、所
定のしきい値以下の場合にはカウンタＢの値を＋１加算
する（ステップＳ６、Ｓ７）。パラメータ調整のために
所定のサンプルについて再生が終了した時点で評価指標
を生成する（ステップＳ８、Ｓ９）。以上が、メトリッ
ク差検出の基本的な流れである。

【００６６】図１５は評価指標生成部１０４の概略構成
を示すブロック図である。評価指標生成部１０４には、
最尤復号器１０３から各状態に対応するメトリック値が
与えられる。４０１はメトリック保持部であり、現時刻
と一時刻前の各状態のメトリック値が保持される。４０
２は最小値検出部で、現時刻のメトリック値から最小の
メトリックを与える状態を選択する。４０３はメトリッ
ク差検出部であり、最小のメトリックを与える状態が上
記の条件と合致する場合にメトリック差を生成する。メ
トリック差の生成の手順は前述の通りである。

【００６７】生成したメトリック差は、指標検出部４０
４に与えられる。図１６は指標検出部４０４の構成を示
す。指標検出部４０４には、最小値検出部４０２におい
て状態Ｓ００又は状態Ｓ１１が最小値であると判定され
ると、トリガ信号としてメトリック差検出信号が出力さ
れる。指標検出部４０４においては、メトリック差検出
信号が入力されると、カウンタＡ４１１の値がインクリ
メントされる。また、比較器４１０においてメトリック
差情報を所定のしきい値と比較し、所定のしきい値以下
の場合にはカウンタＢ４１２の値がインクリメントされ
る。以上の処理により指標検出部４０４においてはメト
リック差の絶対値を所定のしきい値と比較して、しきい
値より小さいメトリック差の数Ｎ（カウンタＢの値）を
計測する。同時に、検出されるメトリック差の総数Ｓ
（カウンタＢの値）を計測する。

【００６８】パラメータ調整のための所定のサンプルに
ついて再生が終了した時点で、評価指標を生成する。こ
こでは、評価指標としてしきい値より小さいメトリック
差の数Ｎをメトリック差の総数Ｓで割ったものを指標演
算部４１３より出力する。このＮ／Ｓをメトリック差品
位と呼ぶ。

【００６９】次に、メトリック差品位を用いた本実施形
態の手順について説明する。まず、ゲイン調整器２４は
ゲイン２３に、例えば、−６ｄＢを設定する。この時、
評価指標生成部１０４で測定されたメトリック差品位を
記憶する。次いで、ゲイン２３に、例えば、−４ｄＢを
設定し、この時のメトリック差品位を記憶する。このよ
うにゲイン２３に設定するゲインを−６，−４・・・＋
２、＋４と変化させて、各々の場合のメトリック差品位
を設定ゲインに対応させて記憶する。

【００７０】図１７は測定結果の一例を示す。ゲイン２
３に設定するゲインを変化させると、図１７に示すよう
に評価指標生成部１０４で測定されるメトリック差品位
も変化し、設定ゲインの大きい・小さい両極端でメトリ
ック差品位が増加する特性となる。ゲイン調整器２４で
は、これら測定データから図１７に示す基準メトリック
差品位のラインを過ぎるゲインを割り出し、設定ゲイン
を決定する。一次補間等を用いて基準ジッタを過ぎるゲ
インを導くと図１７の場合、−５．８ｄＢ及び＋３ｄＢ
となる。設定ゲインはこれらの中間値−１．４ｄＢとな
り、ゲイン調整器２４はゲイン２３に−１．４ｄＢを設
定する。このようにしてメトリック差品位が最も良いＰ
ＬＬ特性に設定することができる。本実施形態では図１
７の横軸にゲインの対数値を用いているが、ゲイン値を
リニアに扱って設定ゲインを求めることも可能である。

【００７１】本実施形態では、ＰＲＭＬにおけるメトリ
ック差の品位を用いてＰＬＬのループ特性を評価してい
るので、第３の実施形態に比べて短時間且つ高い精度で
ループ特性の評価が可能となる。また、第２の実施形態
で説明したように誤り率を評価に用いるとデータがエラ
ーになった部分でしか評価されないため、１ｅ−３程度
の誤り率が示す通り、最低でも１ｅ３個分のデータが必
要であり、統計的に確度を保つためには１ｅ４程度のデ
ータバイト数が必要になる。

【００７２】一方、本実施形態では、エラーレートとは
異なりエラーの起こしやすさをアナログ的に扱うことが
できるので、第２の実施形態に比べて短時間でループの
評価が可能となる。また、メトリック差品位はエラーレ
ートに直接関係するＰＲＭＬのメトリック差に注目して
おり、第３の実施形態に比べて高精度にＰＬＬの状態を
判断することが可能である。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、次の効果
がある。 （１）ＰＬＬ回路の状態を検出し、検出結果に応じてＰ
ＬＬ回路のループゲインを調整することにより、再生信
号のばらつき、装置のばらつきによらずＰＬＬのゲイン
を適切に調整でき、信頼性の高い信号再生を実現するこ
とができる。 （２）エラーレートを指標としてＰＬＬ回路の状態を検
出することにより、実際の記録媒体のノイズ特性等、総
合性能を加味したＰＬＬゲイン設定ができ、よりマージ
ンの大きな装置を実現することが可能になる。 （３）尤度差を指標としてＰＬＬ回路の状態を検出する
ことにより、短時間且つ再生される信号状態、ノイズ状
態を通じて最良のＰＬＬのゲイン設定をすることができ
る。 （４）ＰＬＬ回路のループを一巡した周波数信号を検知
し、検知した周波数信号に基づいてＰＬＬ回路の状態を
検出することにより、再生信号振幅、エッジ傾き、ＶＣ
Ｏのばらつき等の悪影響を排除することができ、適切な
追従性を持ち、且つ、安定なＰＬＬを構成することがで
きる。 （５）位相差を指標としてＰＬＬ回路の状態を検出する
ことにより、短時間且つ再生される信号状態、ノイズ状
態を通じて最良のＰＬＬのゲイン設定をすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック
図である。

【図２】本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック
図である。

【図３】図２の実施形態のＰＬＬの設定ゲインと誤り率
の測定結果の一例を示す図である。

【図４】本発明の第３の実施形態の構成を示すブロック
図である。

【図５】図４の実施形態のＰＬＬの設定ゲインと位相差
ジッターの測定結果の一例を示す図である。

【図６】本発明の第４の実施形態の構成を示すブロック
図である。

【図７】図６の実施形態のデータセパレータの具体例を
示すブロック図である。

【図８】図６の実施形態の最尤復号の復号プロセスにお
ける状態遷移図である。

【図９】図８の状態遷移図を時間軸方向に展開したトレ
リス線図である。

【図１０】ＲＬＬ（１、７）符号の最小ランレングスが
１の条件を用いた記録符号系列をＰＲＭＬにより復号す
る場合の各時刻におけるブランチのパターンを示す図で
ある。

【図１１】メトリック差の分布を示す図である。

【図１２】最尤復号器の構成を示すブロック図である。

【図１３】パスメモリ部の制御を説明する図である。

【図１４】評価指標生成部の動作を示すフローチャート
である。

【図１５】評価指標生成部の構成を示すブロック図であ
る。

【図１６】指標検出部の構成を示すブロック図である。

【図１７】図６の実施形態の設定ゲインとメトリック差
品位の測定結果の一例を示す図である。

【図１８】従来例のデータ記録再生装置を示すブロック
図である。

【図１９】従来装置におけるＰＬＬの位相誤差検出を説
明する図である。

【図２０】ＰＬＬの一巡伝達特性を示すボード線図であ
る。

【図２１】他の従来装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 光ディスク ２ スピンドルモータ ３ ピックアップ ４ アンプ ５ Ａ／Ｄコンバータ ６ 位相誤差検出器 ７ ループフィルタ ８ Ｄ／Ａコンバータ ９ ＶＣＯ １０ データセパレータ １１ 復調器 １２ ＥＣＣ ２１ 乗算器 ２２ 加算器 ２３ ゲイン ２４ ゲイン調整器 ２５ 評価器 ２６ ジッター測定器 １０２ ＰＲ等化器 １０３ 最尤複号器 １０４ 評価指標生成部 ２０１ メトリック検出部 ２０２ 復号データ選択部 ２０３ メトリック比較部 ２０４ メトリック選択部 ２０５ パスメモリ部 ４０１ メトリック保持部 ４０２ 最小値検出部 ４０３ メトリック差検出部 ４０４ 指標検出部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報記録媒体からの再生信号に基づいて
   再生クロック信号を生成する情報再生装置において、前
   記再生信号と再生クロック信号との位相差を検出する手
   段と、検出された位相差を打ち消すように前記再生クロ
   ック信号の周波数を調整するＰＬＬ回路と、前記ＰＬＬ
   回路の状態を検出する手段と、検出された状態に応じて
   ＰＬＬ回路のループゲインを調整する手段とを備えたこ
   とを特徴とする情報再生装置。
2. 【請求項２】 前記状態検出手段は、再生信号のエラー
   レートを検出する回路を含み、ＰＬＬ回路の状態をエラ
   ーレートを指標として検出することを特徴とする請求項
   １に記載の情報再生装置。
3. 【請求項３】 前記再生信号を最尤復号により復号化す
   る手段と、最尤復号パスからマージパスを検出する手段
   と、前記マージパスの尤度から尤度差を検出する手段と
   を含み、前記状態検出手段は、前記尤度差を指標として
   ＰＬＬ回路の状態を検出することを特徴とする請求項１
   に記載の情報再生装置。
4. 【請求項４】 前記状態検出手段は、特定の周波数信号
   をＰＬＬ回路に入力する発振器と、前記ＰＬＬ回路のル
   ープを一巡した周波数信号を検知する手段とを含み、検
   知した周波数信号に基づいてＰＬＬ回路の状態を検出す
   ることを特徴とする請求項１に記載の情報再生装置。
5. 【請求項５】 前記状態検出手段は、前記位相差を指標
   としてＰＬＬ回路の状態を検出することを特徴とする請
   求項１に記載の情報再生装置。