JP2004158090A

JP2004158090A - データ再生装置

Info

Publication number: JP2004158090A
Application number: JP2002321714A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Ochi; 浩隆越智
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】レベル変動への追従性が必要となるシーク時、再生信号の精度が必要である連続データの再生時共に適切なＤＣオフセット制御をするデータ再生装置を提供する。
【解決手段】本発明のデータ再生装置は、ＤＣオフセット抽出部１０４で信号の傾きから本来ゼロレベルであるポイントの振幅を検出し、ＤＣオフセット制御信号を生成し、減算器１０３によって、信号のＤＣオフセットを補正する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ再生装置に関するものであり、特にデジタル再生データからＤＣオフセット成分を除去するデータ再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データ再生装置が記録媒体からデータを正確に再生する上で、再生信号に含まれるＤＣオフセット成分を正確に除去することが重要である。特開２００１−１９５８３０号公報に、記録媒体から再生されたデータのＤＣオフセット成分を除去する従来例のデータ再生装置が記載されている。以下、特開２００１−１９５８３０号公報に記載された従来例のデータ再生装置を説明する。従来例のデータ再生装置は、記録媒体に記録されたデジタルデータを再生するデジタル記録データ再生装置であって、そのフェーズロックドループ（以下、「ＰＬＬ」と呼ぶ。
）及びＤＣオフセットの補正方法を改良したものである。従来例のデータ再生装置は、チルトによる再生波形の品質劣化が発生した条件、信号雑音比が悪い条件、及びディフェクト等が頻繁に発生する条件等の悪条件下において、再生デジタルデータ品質を改善し、プレイアビリティを向上する等の特徴を有するものであった。
【０００３】
従来例のデータ再生装置は、ＤＣオフセット調整を行う際に、標本化された波形がゼロレベル（本来のＤＣレベル）とクロスするポイントを求め、本来はゼロレベルであるポイントにおける振幅成分をＤＣオフセット誤差として検出する。
現在のＤＣオフセットの補正値にＤＣオフセット誤差を所定の積分係数で加算して新たなＤＣオフセットの補正値を得る。それ以外の正負の符号が確定しているポイントに関しては、記録媒体への記録信号がＤＣフリーの符号化方式で符号化されていることを利用して、再生信号からＤＣオフセット成分を差し引いた値の正負の符号に応じて、所定値を加算又は減算するようにしてＤＣオフセットの補正値を得ている。
【０００４】
従来例のデータ再生装置は、信号がゼロレベルをクロスするポイントにおける振幅成分（クロス振幅）を出力するゼロクロス振幅出力手段を有する。このゼロクロス振幅出力手段は、本発明のクロス振幅検出手段とほぼ同一の手段である。
このゼロクロス振幅出力手段を用いたＤＣオフセットの補正値の検出方法は、信号が本来のゼロレベルをクロスするポイント又はゼロレベルに近いポイントを検出し、そのポイントにおける誤差つまりクロス振幅をＤＣオフセットの誤差として検出し、検出した誤差に基づいて新たなＤＣオフセットの補正値を導出する方法である。
【０００５】
再生符号からＤＣオフセット成分を差し引いた値の極性（正負の符号）に応じてＤＣオフセットの補正値を検出する方法（「極性によるＤＣオフセット補正値検出方法」と略称する。）は、記録媒体に記録された符号化信号がＤＣフリーであることを利用した方法である。信号がゼロレベル（本来のＤＣレベル）に対してプラスであればプラスの所定値、マイナスであればマイナスの所定値を加算し、加算結果を平滑することによってＤＣオフセットの補正値を導出する。導出されたＤＣオフセットの補正値を現在のＤＣオフセット成分の値に加算し、新たなＤＣオフセット成分の値を求める。
上記の２つのＤＣオフセットの補正値の検出方法を組み合わせることにより、正確なＤＣオフセット成分の値を求めることができ、高周波成分を含んだ直流変動に対してＤＣオフセット調整を応答させる場合にも、動作の安定化と調整後のノイズの低減が可能となり、直流変動に対して有効なデータ再生手段を実現できるとされていた。
【０００６】
また、再生符号に従ってその極性（正負の符号）に応じた所定値の加算値をシーク動作時とそれ以外とで異ならせるようにし、シーク動作時には加算値の値を大きくし、位相同期状態には加算値の値を小さくするようにしたものである。つまり、ゼロクロス振幅出力手段の出力値との比率を調整する極性値出力可変手段を備え、これにより、再生信号の精度よりもレベル変動への追従性が必要となるシーク時には、符号の極性を主として制御を行ない、再生信号の精度が必要である連続データの再生時には、クロス振幅を主として制御を行なった。このように、状況に応じて最適なＤＣオフセット補正が行った。これにより、制御の収束性も改善され、シーク後の高速な位相同期引き込みが可能となった。位相同期状態になると制御雑音を抑えることができ、最適なＤＣオフセット制御が可能となった。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１９５８３０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、信号がゼロレベルとクロスするポイントにおける振幅を検出してＤＣオフセット成分の誤差を検出する方法だけではＤＣオフセット成分が大きい場合には妥当でない誤差を出力し、正しいＤＣオフセット制御を行うことはできなかった。従来例では極性によるＤＣオフセット補正値検出方法を用いてＤＣオフセット成分の誤差検出も行っていた。しかし再生信号において局所的な符号の偏りがある場合には、データ再生装置が正しいＤＣオフセット成分を記憶していても、極性によるＤＣオフセット補正値検出方法はＤＣオフセットの誤差を検出してしまった。従来例のデータ再生装置は、位相同期状態での精密な制御が必要となる時は、極性によるＤＣオフセット補正値検出方法のフィードバックゲインを下げざるをえなかった。そのため、位相同期状態ではクロス振幅を用いた方法によりＤＣオフセット成分の制御をほとんど行っており、符号の極性による制御は補助的な役割しか果たしていなかった。そのため、位相同期状態でＤＣオフセット成分が大きく変動すると、ＤＣオフセット成分の制御が追随できず、再生データの誤り率が増加する恐れがあるという問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明のデータ再生装置は、記録媒体から読み出された信号に積分系の等化を適用する前置等化手段と、前記前置等化手段によって等化された信号を標本化するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力であるＡ／Ｄ変換情報のＤＣオフセット成分を抽出するＤＣオフセット抽出手段と、前記Ａ／Ｄ変換情報から前記ＤＣオフセット成分を減算する減算器を備え、前記ＤＣオフセット抽出手段は、前記Ａ／Ｄ変換情報又は前記減算器の出力データの時間軸の第１の傾きを検出する傾き検出手段と、前記第１の傾きの大きさをもとに、本来はＤＣレベルであるポイント（ゼロレベル）又はゼロレベルに近いポイントを検出し、そのポイントにおける前記Ａ／Ｄ変換情報又は前記減算器の出力データであるゼロ振幅を検出するゼロ振幅検出手段と、少なくとも前記ゼロ振幅から前記Ａ／Ｄ変換情報の前記ＤＣオフセット成分を導出するＤＣ成分抽出用フィルタと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明は、レベル変動への追従性が必要となるシーク時、再生信号の精度が必要であるオントラック状態での連続データの再生時、のいずれにおいても正確なＤＣオフセット誤差を検出し、オントラック状態で大きなＤＣオフセット成分の変動があった時にも高い応答性で追随して正確なＤＣオフセット誤差を検出し、正確なＤＣオフセット成分の値を出力するデータ再生装置を実現できるという作用を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載のデータ再生装置は、記録媒体から読み出された信号に積分系の等化を適用する前置等化手段と、前記前置等化手段によって等化された信号を標本化するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力であるＡ／Ｄ変換情報のＤＣオフセット成分を抽出するＤＣオフセット抽出手段と、前記Ａ／Ｄ変換情報から前記ＤＣオフセット成分を減算する減算器を備え、前記ＤＣオフセット抽出手段は、前記Ａ／Ｄ変換情報又は前記減算器の出力データの時間軸の第１の傾きを検出する傾き検出手段と、前記第１の傾きの大きさをもとに、本来はＤＣレベルであるポイント（ゼロレベル）又はゼロレベルに近いポイントを検出し、そのポイントにおける前記Ａ／Ｄ変換情報又は前記減算器の出力データであるゼロ振幅を検出するゼロ振幅検出手段と、少なくとも前記ゼロ振幅から前記Ａ／Ｄ変換情報の前記ＤＣオフセット成分を導出するＤＣ成分抽出用フィルタと、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、レベル変動への追従性が必要となるシーク時、再生信号の精度が必要であるオントラック状態での連続データの再生時、のいずれにおいても正確なＤＣオフセット誤差を検出し、オントラック状態で大きなＤＣオフセット成分の変動があった時にも高い応答性で追随して正確なＤＣオフセット誤差を検出し、正確なＤＣオフセット成分の値を出力するデータ再生装置を実現できるという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項２に記載のデータ再生装置は、更に、前記傾き検出手段は、前記Ａ／Ｄ変換情報又は前記減算器の出力を補間することによって、位相がスライドした補間情報を生成する補間フィルタと、前記補間情報を微分することによって前記第１の傾きを導出する微分フィルタと、を備え、前記補間フィルタによってスライドさせる位相は、前記微分フィルタの微分処理によりスライドする位相を補正していることを特徴とする。本発明は、離散データの各ポイントの傾きを精度よく検出し、この傾きの情報をもとに、レベル変動への追従性が必要となるシーク時、再生信号の精度が必要である連続データの再生時のいずれにおいても高い精度で且つ高い応答性でＤＣオフセット制御を行うデータ再生装置を実現出来るという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項３に記載のデータ再生装置は、更に、前記傾き検出手段は、前記Ａ／Ｄ変換情報又は前記減算器の出力を微分することによって時間軸の第２の傾きを導出する微分フィルタと、前記第２の傾きを補間することによって、位相のスライドした傾きを導出する補間フィルタとを備え、前記位相のスライドした傾きを前記第１の傾きとして出力し、前記補間フィルタによってスライドさせる位相は、前記微分フィルタの微分処理によりスライドする位相を補正していることを特徴とする。本発明は、離散データの各ポイントの傾きを精度よく検出し、この傾きの情報をもとに、レベル変動への追従性が必要となるシーク時、再生信号の精度が必要である連続データの再生時のいずれにおいても高い精度で且つ高い応答性でＤＣオフセット制御を行うデータ再生装置を実現出来るという作用を有する。
【００１５】
本発明の請求項４に記載のデータ再生装置は、更に、前記補間フィルタは（１＋Ｄ）処理（Ｄは１チャネルレート期間の遅延データ）を行い、前記微分フィルタは（１−Ｄ）処理を行うことを特徴とする。本発明は、簡易な回路構成で、離散データの各ポイントの傾きを精度よく検出し、この傾きの情報をもとに、レベル変動への追従性が必要となるシーク時、再生信号の精度が必要である連続データの再生時のいずれにおいても高い精度で且つ高い応答性でＤＣオフセット制御を行うデータ再生装置を実現出来るという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項５に記載のデータ再生装置は、更に、前記ＤＣオフセット抽出手段は、第１の閾値を出力する第１の閾値発生手段を備え、前記ゼロ振幅検出手段は、前記第１の傾きの大きさが前記第１の閾値より大きくなった時から、次に前記第１の閾値を横切って小さくなるまでの間に前記第１の傾きの大きさが最も大きいポイントを検出するゼロ時刻検出手段を備え、前記ゼロ時刻検出手段により検出されたポイントに対応する前記Ａ／Ｄ変換情報又は前記減算器出力の振幅成分をゼロ振幅として検出することを特徴とする。
本発明によれば、第１の閾値を横切って大きくなってから小さくなるまでの、検出窓の中で傾きが最大であるポイント、つまり本来のゼロレベル又はゼロレベルに近いポイントを精度よく検出することができる。本発明は、離散データの各ポイントの傾きを精度よく検出し、この傾きの情報をもとに、レベル変動への追従性が必要となるシーク時、再生信号の精度が必要である連続データの再生時のいずれにおいても高い精度で且つ高い応答性でＤＣオフセット制御を行うデータ再生装置を実現出来るという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項６に記載のデータ再生装置は、更に、前記ＤＣオフセット抽出手段は、前記減算器の出力を補間して生成された前記補間情報又は前記減算器の出力の符号変化を検出することによって、ゼロレベルのポイント又はゼロレベルに近いポイントを検出するクロス時刻検出手段と、前記クロス時刻検出手段が検出したポイントに対応する前記Ａ／Ｄ変換情報又は前記減算器の出力データ（クロス振幅）を検出するクロス振幅検出手段と、前記クロス振幅及び前記ゼロ振幅の各々に重み付けを行う重み付け手段と、重み付けされた前記クロス振幅と前記ゼロ振幅とを加算する加算器と、を備え、前記加算器の出力データを前記ＤＣ成分抽出用フィルタに入力しＤＣオフセット成分を得ることを特徴とする。
本発明によれば、傾きを検出する過程で使用する補間フィルタを利用して、従来のゼロクロス振幅検出を行い、２つの異なる検出方式で求めた誤差に重み付けをおこない加算することによって、より精度の良い誤差を検出することができる。本発明は、離散データの各ポイントの傾きを精度よく検出し、この傾きの情報をもとに、レベル変動への追従性が必要となるシーク時、再生信号の精度が必要である連続データの再生時のいずれにおいても高い精度で且つ高い応答性でＤＣオフセット制御を行うデータ再生装置を実現出来るという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項７に記載のデータ再生装置は、更に、前記Ａ／Ｄ変換手段がＡ／Ｄ変換する適切な位相を検出する位相同期手段を備え、前記位相同期手段は、前記ゼロ時刻検出手段により検出された前記ゼロ振幅を位相誤差導出に使用する位相誤差検出手段を備える。本発明は、ゼロ時刻検出手段を利用して得られる情報から位相誤差検出を行い、ＰＬＬの安定性を向上させたデータ再生装置を実現出来るという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項８に記載のデータ再生装置は、更に、前記Ａ／Ｄ変換情報又は前記減算器の出力データの振幅の大きさを検出する振幅検出手段を備え、前記第１の閾値発生手段は、前記振幅検出手段により検出された振幅の大きさに対応して前記第１の閾値を制御する。本発明は、信号の振幅変動に対応したゼロ振幅検出手段の検出窓を確保し、レベル変動への追従性が必要となるシーク時、再生信号の精度が必要である連続データの再生時のいずれにおいても高い精度で且つ高い応答性でＤＣオフセット制御を行うデータ再生装置を実現出来るという作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項９に記載のデータ再生装置は、更に、前記ＤＣオフセット抽出手段は、前記ゼロ振幅が検出されてから次に検出されるまでの期間をカウントする第１のカウンタと、第２の閾値を発生する第２の閾値発生手段とを備え、前記第１のカウンタのカウント数が前記第２の閾値を超えたとき、前記第１の閾値発生手段は、前記第１の閾値を小さくする。本発明によれば、信号振幅が小さくなったときでも、第１の閾値を小さくしてゼロ振幅検出手段の検出窓を確保する。
本発明は、レベル変動への追従性が必要となるシーク時、再生信号の精度が必要である連続データの再生時のいずれにおいても高い精度で且つ高い応答性でＤＣオフセット制御を行うデータ再生装置を実現出来るという作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項１０に記載のデータ再生装置は、更に、前記ＤＣオフセット抽出手段は、前記ゼロ時刻検出手段により検出されるポイントと、前記クロス時刻検出手段により検出されるポイントとの一致数をカウントする第２のカウンタと、所定の期間における前記第２のカウンタのカウント数が所定のカウント数未満である時、前記第２のカウンタのカウント数が所定のカウント数に達するまでの時間が所定の時間以上である時、前記ゼロ時刻検出手段により検出されるポイントの数、前記クロス時刻検出手段により検出されるポイントの数、若しくは前記ゼロ時刻検出手段により検出されるポイントの数と前記クロス時刻検出手段により検出されるポイントの数との合計ポイント数（以下、「前記ゼロ時刻検出手段により検出されるポイントの数等」と呼ぶ。）が所定の数に達した時の前記第２のカウンタのカウント数が所定のカウント数未満である時、又は前記第２のカウンタのカウント数の前記ゼロ時刻検出手段により検出されるポイントの数等に対する割合が所定の値未満である時、ＤＣオフセット制御が安定でないという情報を出力するＤＣオフセット安定検出手段と、を有し、前記ＤＣオフセット安定検出手段が出力する情報が少なくとも一方に変化した時、前記ＤＣオフセット抽出手段が内部のパラメータの値を変更することを特徴とする。
本発明によれば、ＤＣオフセット制御の安定性を検出することができ、その検出結果に応じて様々な設定値を変更することができる。本発明は、レベル変動への追従性が必要となるシーク時、再生信号の精度が必要である連続データの再生時のいずれにおいても高い精度で且つ高い応答性でＤＣオフセット制御を行うデータ再生装置を実現出来るという作用を有する。
【００２２】
本発明の請求項１１に記載のデータ再生装置は、更に、前記Ａ／Ｄ変換手段がＡ／Ｄ変換する適切な位相を検出する位相同期手段と、前記位相同期手段が有するフェーズロックドループがロック状態か又はアンロック状態かを検出し、その検出結果であるロック／アンロック検出情報を出力するロック検出手段と、を備え、前記重み付け手段は、前記ロック／アンロック検出情報が少なくとも一方に変化した時、前記ゼロ振幅と前記クロス振幅の重み付けの比率又はいずれかの重み付けの大きさを変化させる。本発明によれば、信号の状態に応じてＤＣオフセットの制御ができる。本発明は、レベル変動への追従性が必要となるシーク時、再生信号の精度が必要である連続データの再生時のいずれにおいても高い精度で且つ高い応答性でＤＣオフセット制御を行うデータ再生装置を実現出来るという作用を有する。
【００２３】
本発明の請求項１２に記載のデータ再生装置は、更に、前記重み付け手段は、前記ＤＣオフセット安定検出手段が出力する情報が変化した時、前記ゼロ振幅と前記クロス振幅の重み付けの比率又は大きさを変化させる。本発明によれば、信号の状態に応じたＤＣオフセットの制御ができる。本発明は、レベル変動への追従性が必要となるシーク時、再生信号の精度が必要である連続データの再生時のいずれにおいても高い精度で且つ高い応答性でＤＣオフセット制御を行うデータ再生装置を実現出来るという作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項１３に記載のデータ再生装置は、更に、前記記録媒体に記録された符号化データは１Ｔデータを含まず、前記前置等化手段は、前記記録媒体から読み出された信号を、ＰＲ（１，１）特性（「ＰＲ（）特性」は、前置等化手段の出力信号がＰａｒｔｉａｌＲｅｓｐｏｎｓｅ方式の関数であるＰＲ（）で表現される特性）、ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）特性（ａ、ｂは任意の自然数）、又は前記ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）の（ａ，ｂ，ｂ，ａ）に（１，１）をｎ回（ｎは自然数）畳み込んだ特性に等化する手段である。
本発明によれば、本来のゼロレベルであるポイントの傾きを容易に検出できる。また、ＰＬＬの制御の安定が図れる。本発明は、レベル変動への追従性が必要となるシーク時、再生信号の精度が必要である連続データの再生時のいずれにおいても高い精度で且つ高い応答性でＤＣオフセット制御を行うデータ再生装置を実現出来るという作用を有する。
【００２５】
１Ｔデータは遷移間隔が１Ｔのデータである（１Ｔは１チャネルレート）。ＰＲ（）はＰａｒｔｉａｌＲｅｓｐｏｎｓｅ方式の関数である。前置等化手段の出力データｙ＝ＰＲ（１，１）はｙ＝１＋Ｄである（Ｄは１チャネルレート期間Ｔの遅延データを意味する。）。出力データｙ＝ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）は、ｙ＝ａ＋ｂＤ＋ｂＤ^２＋ａＤ^３である。「（ａ，ｂ，ｂ，ａ）に（１，１）をｎ回畳み込んだ特性」とは、出力データｙがｙ＝（ａ＋ｂＤ＋ｂＤ^２＋ａＤ^３）（１＋Ｄ）^ｎの特性を有することを意味する。
【００２６】
《実施例１》
図１〜図７、図１０を用いて、本発明の実施例１のデータ再生装置を説明する。
図１は本発明の実施例１のデータ再生装置（ＤＣオフセット制御関連部分のみ）のブロック図である。図２は本発明の実施例１のＤＣオフセット抽出手段１０４のブロック図である。
図１及び図２において、１０１は記録媒体から読み出された信号に積分系の等化を適用する前置等化手段である。１０２は等化された信号を標本化し、Ａ／Ｄ変換情報を出力するＡ／Ｄ変換手段である。１０３はＡ／Ｄ変換情報からＤＣオフセット成分を減算する減算器である。１０４は減算器１０３の出力からＤＣオフセットを抽出するＤＣオフセット抽出手段である。１０５はＤＣオフセット制御の安定性を検出するＤＣオフセット安定検出手段である。１０６は信号の振幅の大きさを検出する振幅検出手段である。１０７はＤＣオフセットを除去した信号の位相誤差を求める位相誤差検出手段である。１０８はＰＬＬのループフィルタである。１０９はデジタル／アナログ変換手段（以下、「Ｄ／Ａ変換手段」と呼ぶ。）である。１１０は電圧制御発振器である。１１１は適応的に波形等化を適用する後置等化手段である。１１２は最尤復号器である。１１３はＰＬＬがロックしたか又はアンロックかを検出するロック検出手段である。
【００２７】
ＤＣオフセット安定検出手段は、ゼロ時刻検出手段１０４３１及びクロス時刻検出手段１０４４１のそれぞれの検出ポイントの一致数をカウントする第２のカウンタ１０５１、第２のカウンタ１０５１のカウント値を閾する第３の閾値を発生する第３の閾値発生手段１０５２、ゼロ時刻検出手段１０４３１の検出数をカウントする第３のカウンタ１０５３を有する。
【００２８】
ＤＣオフセット抽出手段１０４は、減算器１０３の出力の傾きを検出する傾き検出手段１０４１、傾きの大きさを閾する第１の閾値を発生する第１の閾値発生手段１０４２、ゼロ振幅検出手段１０４３、クロス振幅検出手段１０４４、ゼロ振幅検出手段１０４３とクロス振幅検出手段１０４４の両出力データにそれぞれ重みをつける重み付け手段１０４５、重み付け手段１０４５によって重み付けされたゼロ振幅検出手段１０４３とクロス振幅検出手段１０４４の両出力データを加算する加算器１０４６、加算器１０４６の出力データから信号のＤＣオフセット成分を導出するフィルタ１０４７を有する。
【００２９】
傾き検出手段１０４１は、減算器１０３の出力に（１＋Ｄ）処理を行う補間フィルタ１０４１１、補間フィルタ１０４１１の出力に（１−Ｄ）処理を行う微分フィルタ１０４１２を有する。
ゼロ振幅検出手段１０４３は、傾きから本来はゼロレベル又はそれに近いポイントを検出するゼロ時刻検出手段１０４３１を有する。ゼロ振幅検出手段１０４３は、ゼロ時刻検出手段１０４３１で求めたポイントに対応する減算器１０３の出力振幅を検出する。
クロス振幅検出手段１０４４は、補間フィルタ１０４１１の出力データの符号変化から減算器１０３の出力がゼロレベルとクロスするポイントを検出するクロス時刻検出手段１０４４１を有する。クロス振幅検出手段１０４４は、クロス時刻検出手段１０４４１が検出した本来はゼロレベル又はそれに近いポイントに対応する減算器１０３の出力振幅を検出する。
【００３０】
記録媒体例えばＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｋ）ＲＯＭから読み出された信号は、アンプ等（図示しない）を通して、前置等化手段１０１に入力される。前置等化手段１０１で例えばＰＲ（１，３，３，１）等化された信号は、Ａ／Ｄ変換手段１０２でデジタル変換され減算器１０３に入力される。減算器１０３でＤＣオフセットを補正した信号は後置等化手段１１１でさらに等化を調整し、最尤復号器１１２によって、最尤復号され２値データとなる。
【００３１】
以上のパーシャルレスポンス方式（ＰＲ、ＰａｒｔｉａｌＲｅｓｐｏｎｓｅ）と、最尤復号（ＭＬ、ＭａｘｉｍｕｍＬｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）とを組み合わせたＰＲＭＬ方式は、高い記録密度で情報が記録された最近の記録媒体のデータ再生装置に広く採用されている。パーシャルレスポンス方式（ＰＲ）には様々な方式があり、方式の違いによって最尤復号器（ＭＬ）の構造も変化する。ＰＲ（１，３，３，１）方式と最尤復号器ＭＬを組み合わせたＰＲ（１，３，３，１）ＭＬ方式を用いて、ＣＤＲＯＭから読み出された信号を２値化する方法を例示的に説明する。
【００３２】
記録媒体から読み出された信号が、ＰＲ（１，３，３，１）の特性から外れていた場合、前置等化手段１０１によってＰＲ（１，３，３，１）の特性になるように等化される。この前置等化手段１０１には予め、記録媒体等の特性に応じて前置等化手段１０１の出力がＰＲ（１，３，３，１）等化されるように設定されている。ただし、この実施例では後に述べる後置等化手段１１１によって等化を補正できるので、前置等化手段１０１では完全にＰＲ（１，３，３，１）に等化する必要はない。前置等化手段１０１は、ＰＲ（１，３，３，１）にある程度近く、正しい位相のサンプルポイントを得るためのＰＬＬの性能を引き出すために十分な程度に、信号のジッターを少なくする等化を行えばよい。
図３に３Ｔの連続記録データに対するＰＲ（１，３，３，１）等化後の波形の例を示す。図３（ａ）は、記録媒体に記録された３Ｔデータのパターンを示す。
図３（ａ）で、線で囲まれた領域のデータ（黒点）は０、線で囲まれない領域のデータは１である。図３（ｂ）は、各ポイントにおける３Ｔデータに基づくＰＲ（１，３，３，１）等化後の演算値を示す。図３（ｃ）は、記録媒体から読み出した３Ｔデータの等化後の波形を示す。
【００３３】
前記等化手段１０１でほぼＰＲ（１，３，３，１）等化された信号は、Ａ／Ｄ変換手段１０２によって、適切な位置でサンプリングされデジタル変換される。
デジタル変換された信号は、減算器１０３でＤＣオフセットを補正した後、後置等化手段１１１に入力される。後置等化手段１１１の目的は、これもＰＲ（１，３，３，１）等化である。前述したように前置等化手段１０１の特性は予め設定されている。よって、記録装置の違いによる記録特性の差異、記録媒体のむら、前置等化手段１０１の温度特性などさまざまな要因で、前置等化手段１０１の出力信号の等化がずれることはありうる。そこで、後置等化手段１１１を挿入しＬＭＳアルゴリズム（ＬｅａｓｔＭｅａｎＳｑｕａｒｅアルゴリズム、最小平均二乗法）などによって適応的に等化を行っている。ここで、ＬＭＳアルゴリズムによる適応等化について簡単に述べる。
【００３４】
ＬＭＳアルゴリズムによる更新式は式（１）のようになる。
ｈ（ｎ＋１）＝ｈ（ｎ）＋（１／２）＊μｅ（ｎ）ｕ（ｎ）（１）
ここで、ｈ（ｎ）はｎ回目の更新後のフィルタ係数ベクトル、ｈ（ｎ＋１）は（ｎ＋１）回目の更新後のフィルタ係数ベクトル、μはステップサイズパラメター（μは、出来るだけ早く収束し、且つ発振しない最適値に設定する。）、ｅ（ｎ）はｎ回目の更新後の誤差信号、ｕ（ｎ）はｎ回目の更新後のタップ入力ベクトルである。
誤差信号は、式（２）のようになる。
ｅ（ｎ）＝ｄ（ｎ）−ｕＴ（ｎ）ｈ（ｎ）（２）
ここで、ｄ（ｎ）は望みの応答、ｕＴ（ｎ）はタップ入力ベクトルの転置である。
【００３５】
ＬＭＳアルゴリズムを動作させると誤差信号ｅ（ｎ）が最小つまり等化の誤差を最小にするように係数ベクトルｈ（ｎ）が最適値ｈ０に近づいていく。後置等化手段１１１はＦＩＲフィルタ（ＦｉｎｉｔｅＩｎｐｕｌｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅ）で構成されている。ＦＩＲフィルタのフィルタ係数は上記の適応アルゴリズムによって、最適値ｈ０に収束していき、信号の等化は調整される。実施例ではＬＭＳアルゴリズムを採用したが、他の適応アルゴリズムを用いても良い。
【００３６】
最尤復号器１１２は、前置等化手段１０１と、後置等化手段１１１とによって等化された信号を入力とし、最尤復号する。最尤復号は復号器入力信号系列の間に相関性がある時に特性改善が得られ、最も確からしいデータを復号するものである。この例ではＰＲ（１，３，３，１）等化によって入力信号系列に間に相関性がもたらされているので、最尤復号器１１２で２値データに復号することにより、特性改善が得られる。
【００３７】
記録符号にｄ＝２制約（最小遷移間隔が２Ｔより大きい（最小で３Ｔ）であるという制約）があるＰＲ（１，３，３，１）ＭＬ方式の例を用いて、ＰＲＭＬについて簡単に述べる。図４は、記録符号にｄ＝２制約があり、ＰＲ（１，３，３，１）等化された信号の状態遷移図である。この信号は、必ずこの図の状態遷移をする。
【００３８】
例えば、現在状態Ｓ０（−４）にあるとして、次の復号器への入力信号のレベルが−４，−３，０，３，４の５値のうち−４のレベルだと”０”、−３のレベルだと”１”が復号される。状態Ｓ０の時、次の復号器への入力信号のレベルが−３、−４以外のレベルになることはありえない。最尤復号器により行われる処理において、演算される値にはパスメトリックと呼ばれる、ある時それぞれの状態である確率がどの程度かをあらわすものと、ブランチメトリックと呼ばれる、それぞれの状態から次の状態に遷移する時どの程度の確率で遷移するのかをあらわすものがあり、ある時のそれぞれの状態に到るまでのブランチメトリックの合計がパスメトリックである。図４で説明すると、ある時にＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５のそれぞれの状態にある確率を表すのがパスメトリック、それぞれの状態から出ている矢印をどの程度の確率で通るのかを表すのがブランチメトリックである。これらの演算によって、最も確からしいデータを復号していく。
【００３９】
Ａ／Ｄ変換手段１０２による適切な位相でのサンプリングはＰＬＬを用いることによって実現している。まず、位相誤差検出手段１０７によって、減算器１０３の出力から位相誤差を検出する。次に、位相誤差をループフィルタ１０８に通してリードクロックのコントロール信号を生成する。Ｄ／Ａ変換手段１０９でアナログ変換されたコントロール信号は、電圧制御発振器１１０に入力され、リードクロックを調整する。このようにしてＡ／Ｄ変換手段１０２は、適切なポイント（位相）でサンプリングを行っている。ＰＬＬの構成は実施例の構成に限られるものではなく、他の構成であっても良い。
以上の様にして、リードチャネルでは記録媒体から読み出された信号から２値データを得ている。
【００４０】
記録媒体から読み込まれたデータは、前記後置等化手段１１１の説明でも述べたように様々な要因で悪化する。その１つにＤＣオフセットずれがある。積分系の場合には信号振幅の変動によってＤＣオフセット量も変動する。例えばＣＤＲＯＭに指紋がついた場合（フィンガープリント）にはＤＣオフセット量は激しく変動する。
これらの変動に追従するために本実施例のデータ再生装置においては、傾き検出手段１０４１が信号の傾きを検出し、ゼロ時刻検出手段１０４３１が傾きをもとに本来ゼロレベル又はゼロレベルに近いポイントを検出し、ゼロ振幅検出手段１０４３が検出されたポイントに対応する信号の振幅情報（ゼロ振幅）を検出する。フィルタ１０４７がゼロ振幅をフィルタリングし、ＤＣオフセットを制御するための信号を出力する。
【００４１】
以下、本実施例のＤＣオフセットの補正について詳しく述べる。
本実施例のＤＣオフセット成分の補正はフィードバック制御によってなされている。Ａ／Ｄ変換機１０２によってデジタル変換された信号は減算器１０３によってＤＣオフセット成分を減算し補正する。ＤＣオフセット抽出手段１０４は、減算器１０３の出力をもとに、減算器１０３により減算するＤＣオフセット制御信号を導出する。補間フィルタ１０４１１は、減算器１０３の出力信号を入力し、位相のスライドした信号を生成する。本実施例の補間フィルタ１０４１１の構成は（１＋Ｄ）である。（１＋Ｄ）は線形補間であり、π／２位相のスライドした信号を得ることができる（１リードクロックの位相のスライド、つまり、遅延１つ分の位相をπとしている）。本来は連続した２つのサンプルでの線形補間は（１＋Ｄ）／２とすべきであるが、傾きの指標がわかればよいので信号の大きさにはこだわらないで良い。補間フィルタ１０４１１によって位相をスライドさせる理由は、次に述べる微分フィルタ１０４１２で傾きを求めるときに位相が更にπ／２スライドするので、事前に補正を行うためである。補間フィルタ１０４１１によって位相がスライドした信号は微分フィルタ１０４１２に入力される。微分フィルタ１０４１２は（１−Ｄ）の構成を有する。一般的に信号ｗ（ｔ）の時間軸上の傾きはｄｗ（ｔ）／ｄｔとなるが、この場合ｄｔをサンプリング周期、ｄｗ（ｔ）を（１−Ｄ）とすることで（１−Ｄ）が微分により傾きを求める処理となる。このようにして、信号の傾きを検出できる。求められた信号の傾き（位相がπスライドしている。）は、１Ｔ前の減算器１０３の出力データと位相が一致する。
【００４２】
次に傾きと本来のゼロレベルとの関係について述べる。例えばＣＤＲＯＭではｄ＝２制約の記録符号が用いられている。この時ＰＲ（１，３，３，１）又はそれに近い積分系の信号は本来のゼロレベルの傾きが最も大きくなる。つまり傾きの大きさがある一定値以上を持っている区間での傾きのピークを検出すればそこが本来のゼロレベルである。図５（ａ）は、ＰＲ（１，３，３，１）に等化された信号を示している。図５（ａ）の信号の傾きを求めた信号（微分フィルタ１０４１２の出力信号）を図５（ｂ）に示す（但し、理解の容易のため、微分処理等による遅延がないように、時間軸をずらして表示している。）。図５（ｂ）の信号の絶対値をとり、第１の閾値と比較する。図５（ｃ）は、図５（ｂ）の信号の絶対値と第１の閾値とを示す図、その絶対値が第１の閾値より大きい範囲を抜き取って得られた検出窓を示す図、及び各検出窓における傾きのピーク値のポイントを示す図を示す。タイミングを合わせると（処理による遅延がなかったものとすると）、各検出窓が開いているときのピークのポイントが、図５（ａ）の信号におけるゼロレベルとなる。
【００４３】
図２のゼロ時刻検出手段１０４３１は、傾き検出手段１０４１によって検出された傾きの大きさ（絶対値の大きさ）が第１の閾値（第１の閾値発生手段１０４２が発生する。）を超えている間を検出窓とし、検出窓が開いている間の傾きのピークを検出する。これにより、本来のゼロレベルのポイントにフラグを立てることができる。ゼロ時刻検出手段１０４３１で検出されたゼロレベルのポイントに対応する減算器１０３の出力データが本来ゼロレベルであるべき点であるといえる。ゼロ振幅検出手段１０４３は、ゼロ時刻検出手段１０４３１がゼロレベルのポイントを示すフラグを立てた時、減算器１０３がデータを出力してからゼロ時刻検出手段１０４３１がゼロレベルのポイントを検出を行うまでの間に発生する遅延時間を考慮して、ゼロレベルのポイントに対応する減算器１０３の出力データ（ゼロ振幅）を検出する。
【００４４】
ＤＣオフセットの制御信号を生成するためにはゼロ振幅検出手段１０４３で得られるゼロ振幅の情報だけでも良いのであるが、より制御の安定性を増すために本実施例では従来の方式であるゼロレベルをクロスする時の振幅（クロス振幅）を求める。クロス振幅を求めるクロス振幅検出手段１０４４は、補間フィルタ１０４１１を利用することで僅かな回路増加で構成することができる。クロス時刻検出手段１０４４１は、補間フィルタ１０４１１の出力信号の符号（＋又は−）を観測し、符号が変化するポイントにフラグを立てて、減算器１０３の出力データがゼロレベルとクロスするポイントを検出する。この検出方法も積分系であるという制約を利用したものである。例えば減算器１０３の出力データが図６（ａ）のような信号の場合、位相がπ／２スライドした信号（図６（ｂ）に示す。）の符号変化を観測することで、減算器１０３の出力がゼロレベルとクロスするポイントを得ることが可能である。このようにして得られたクロスポイントの情報を用いてクロス振幅を求めることができる。
【００４５】
以上のようにして、ＤＣオフセットの制御信号を生成するための情報であるゼロ振幅とクロス振幅とが得られる。この両情報は重み付け手段１０４５でそれぞれ重み付けされ加算器１０４６で加算される。このように異なる複数の検出方法で検出された情報を加算することでより信頼性の高い情報を生成することができる。積分の特性を持つフィルタ１０４７は、加算器１０４６の出力データを入力して、ＤＣオフセット制御信号（ＤＣオフセット成分）を導出する。
図７（ａ）は、フィルタ１０４７の構成を示すブロック図である。図７（ａ）において、フィルタ１０４７は、加算器７０１、１クロック（Ｄ）の遅延器７０２、増幅器７０３を有する。遅延器７０２は、現在のＤＣオフセット値を記憶する。加算器７０１は、加算器１０４６の出力データに、所定のゲインを掛けた現在のＤＣオフセット値に加算し、更新されたＤＣオフセット値を出力する。遅延器７０２は、更新されたＤＣオフセット値を入力し、１クロック（Ｄ）遅延して出力する。増幅器７０３は、遅延器７０２の出力データを増幅して（例えばゲイン１）出力する。加算器７０１において、現在のＤＣオフセット値に掛けるゲインが高いとＤＣオフセット抽出手段１０４の周波数応答特性は低く（積分の特性が強い）、ゲインが低いとＤＣオフセット抽出手段１０４の周波数応答特性は高い（積分の特性が弱い）。図７（ｂ）は、加算器７０１において現在のＤＣオフセット値に掛けるゲインと、ＤＣオフセット抽出手段１０４の周波数応答特性との関係を示すグラフである。
【００４６】
以上のようにして生成されたＤＣオフセット制御信号（ＤＣオフセット成分）は減算器１０３に入力され、Ａ／Ｄ変換情報のＤＣオフセットを補正する。本実施例の構成ではＰＬＬがロックしていない場合やＤＣオフセットのずれが大きい場合であっても妥当な補正量を得ることができる。
【００４７】
次に、信号振幅が小さくなり、ゼロ時刻検出手段１０４３１でのゼロレベルのポイントの検出が困難になる場合について説明する。
データ再生装置のリードチャネルは、一般に信号振幅制御ループを有する。これにより、読み込まれたデータの振幅はある程度安定している。しかしながら、信号振幅制御ループで完全に振幅の変動を抑えることは難しく、振幅の変動は存在する。この振幅の変動によって前述した傾きの大きさによる検出方法（ゼロ振幅検出手段１０４３）は影響を受ける場合がある。つまり、信号振幅が小さくなった場合、傾きの大きさもそれに比例して小さくなる。このため、第１の閾値発生手段１０４２が発生する第１の閾値が傾きの大きさに比べて大きすぎると、検出窓が開かず、ゼロ振幅検出手段１０４３がゼロ振幅を検出できない恐れがある。そこで、第１の閾値発生手段１０４２が発生する傾きの大きさを閾する第１の閾値を制御することによって、減算器１０３の出力データの振幅が小さい場合にはゼロ時刻検出手段１０４３１の検出窓を広げ、信号振幅が小さい場合であっても検出可能にしている。実施例では、次の方法により、第１の閾値発生手段１０４２が発生する第１の閾値を制御している。
【００４８】
振幅検出手段１０６が信号（減算器１０３の出力データ）の振幅を検出する。
信号振幅の検出方法には様々なものが存在する。実施例ではピークホールドを採用している。この方法は一定区間の最大値を検出し、その値を次に検出されるまで保持する方法である。光ディスク媒体など信号の非対称性が存在する場合には、信号の上ピーク値と下ピーク値とをそれぞれ別個独立に検出し、ホールドする方法もある。このようにして検出された信号の振幅の大きさに基づいて、第１の閾値発生手段１０４２は、発生する第１の閾値の大きさを決定する。第１の閾値発生手段１０４２は、例えば検出された振幅の大きさの１／２を第１の閾値とする。
図１０（ａ）は、振幅検出手段１０６の入力信号を示す。図１０（ｂ）は、振幅検出手段１０６が検出しホールドした所定の区間毎のピーク値を示す。図１０（ｃ）は、傾きの大きさと、第１の閾値（検出された振幅の大きさの１／２のレベル）とを示す。このようにすることによって、信号の振幅変動に適応した検出窓を確保でき、信頼性の高いＤＣオフセット制御が可能となる。
【００４９】
次に、本実施例のＤＣオフセット制御の安定性を検出するＤＣオフセット安定検出手段１０５を説明する。ＤＣオフセット安定検出手段１０５がＤＣオフセット制御の動作安定性を検出することによって、重み付け手段１０４５の重みの比率や大きさの設定、前述の信号振幅制御ループのフィードバックゲインの設定など、様々な制御を行っている。ＤＣオフセット安定検出手段１０５が出力する動作安定性の情報が、信号の悪化状況を知らせるフラグとして使用可能なためである。実施例のＤＣオフセット安定検出手段１０５は、以下のようにして安定性の検出を行っている。ＤＣオフセット安定検出手段１０５は、ゼロ時刻検出手段１０４３１とクロス時刻検出手段１０４４１とがそれぞれ検出したゼロレベルのポイントの一致数をカウントする第２のカウンタ１０５１と、ゼロ時刻検出手段１０４３１の検出数をカウントする第３のカウンタ１０５３と、第３の閾値発生手段１０５２とを有する。
【００５０】
ゼロ時刻検出手段１０４３１とクロス時刻検出手段１０４４１とが同一のポイントをゼロレベルであるとして検出した場合に、第２のカウンタ１０５１はひとつインクリメントする。ゼロ時刻検出手段１０４３１がゼロレベルのポイントを検出すると、第３のカウンタ１０５３はひとつインクリメントする。第３の閾値発生装置１０５２が発生し、第２のカウンタ１０５１のカウント値を閾する第３の閾値を例えば９０に設定する。第３のカウンタ１０５３のカウント値が例えば１００になったとき（第３のカウンタ１０５３のカウント値１００を単位として安定検出を行う。）、第２のカウンタ１０５１のカウント値が第３の閾値以上であった場合（ゼロ時刻検出手段１０４３１とクロス時刻検出手段１０４４１の両検出ポイントの一致は９０％以上であった場合）、ＤＣオフセット安定検出手段１０５は、ＤＣオフセット制御が安定であるという情報を出力し、第２のカウンタ１０５１のカウント値が第３の閾値未満であった場合、ＤＣオフセット制御が安定でないという情報を出力する。
【００５１】
第３の閾値は、データ再生装置の特性に応じて任意の値に設定する。例えば第３の閾値を５０に設定する。第３のカウンタ１０５３のカウント値が例えば１００になったとき、第２のカウンタ１０５１のカウント値が第３の閾値以上であった場合、ＤＣオフセット安定検出手段１０５は、ＤＣオフセット制御が安定であるという情報を出力し、第２のカウンタ１０５１のカウント値が第３の閾値未満であった場合（ゼロ時刻検出手段１０４３１とクロス時刻検出手段１０４４１の両検出ポイントの一致が５０％未満であった場合）、ＤＣオフセット制御が安定でないという情報を出力する。
【００５２】
通常、信号が安定し、ＰＬＬがロックしていれば両者の検出ポイントはほとんど一致する。つまり、一致が少ない場合、信号又は制御が安定していない。ＤＣオフセット安定検出手段１０５が出力する安定又は安定でないという情報が変化した時、その状態に合わせて（例えばＤＣオフセット制御が安定していなければ、安定したＤＣオフセット制御が行えるように）、重み付け手段１０４５の重みの比率や大きさの設定、信号振幅制御ループのフィードバックゲインの設定などの種種の制御パラメータの変更を行う。
【００５３】
次に、重み付け手段１０４５の重み付けの変化について説明する。ゼロ振幅と、クロス振幅の両者に付ける重みは、信号の状態によって変化させるのが望ましい。本実施例の重み付け手段１０４５は、前記ＤＣオフセット安定判別手段１０５と、ＰＬＬのロック検出手段１１３の両検出手段の出力に応じて、重み付けの制御を行う。ＰＬＬがロックしていない場合には、ゼロクロスの振幅を検出するクロス振幅検出手段１０４４で検出されたクロス振幅は、誤った点を検出する可能性が強い。そこで重み付け手段１０４５は、クロス振幅の比率を軽くし、ゼロ振幅の比率を重するように制御を行う。また、ＰＬＬのロック以外の要因で制御の安定性を欠く事も考えられるので、ＤＣオフセット安定判別手段がＤＣオフセット制御が安定であるという情報を出力するように、重み付け手段１０４５は重み付けの比率の制御を行う。例えば重み付け手段１０４５は、いくつかのテーブルを有し、その中から最も適した比率を選ぶ。このように、ゼロ振幅とクロス振幅の比率を制御することによって、信号の状態にあった制御を行うことができる。
【００５４】
本実施例では、ＤＣオフセット成分の補正をフィードバック制御によって行う。これに代えて、フィードフォワード制御でも良い。この場合、フィルタ１０４７の構成は積分の特性ではなくローパスの特性を持つものに置き換わる。また、重み付け手段１０４５の重みもその制御の変化に伴ったものに変更される。
【００５５】
《実施例２》
図８、図９、図１１を用いて、本発明の実施例２のデータ再生装置を説明する。図８は本発明の実施例２のデータ再生装置（ＤＣオフセット制御関連部分のみ）のブロック図である。図９は本発明の実施例２のＤＣオフセット抽出手段８０４のブロック図である。実施例２において、実施例１と同じブロックについては同じ符号を用い、説明を省略する。
図８において、８０４は減算器１０３の出力からＤＣオフセット制御信号を抽出するＤＣオフセット抽出手段である。８０７は減算器１０３の出力から位相誤差を検出する位相誤差検出手段である。
【００５６】
図９において、実施例２のＤＣオフセット抽出手段８０４は、減算器１０３の出力の傾きを検出する傾き検出手段８０４１、ゼロ振幅検出手段８０４３、ゼロ振幅検出手段８０４３の出力に重みをつける重み付け手段８０４５、フィルタ１０４７、ゼロ時刻検出手段８０４３１によってゼロレベルのポイントが検出されてから次に検出されるまでの期間をカウントする第１のカウンタ８０４８、第１の閾値発生手段８０４２、第１のカウンタ８０４８でカウントされた値を閾する第２の閾値を発生する第２の閾値発生手段８０４９を有する。
傾き検出手段８０４１は、減算器１０３の出力の傾きを求める微分フィルタ８０４１１、微分フィルタ８０４１１で求めた傾きから位相のスライドした傾きを求める補間フィルタ８０４１２を有する。
ゼロ振幅検出手段８０４３は、求めた傾きから本来のゼロレベルであるポイントを検出するゼロ時刻検出手段８０４３１を有する。ゼロ振幅検出手段８０４３は、ゼロ時刻検出手段８０４３１で検出したゼロレベルのポイントに対応する減算器１０３の出力データ（ゼロ振幅）を検出する。
【００５７】
記録媒体例えばＣＤＲＯＭから読み出された信号は、アンプ等（図示しない）を通して、前置等化手段１０１に入力される。前置等化手段１０１で例えばＰＲ（１，３，３，１）等化された信号は、Ａ／Ｄ変換手段１０２でデジタル変換され減算器１０３に入力される。減算器１０３でＤＣオフセットを補正した信号は後置等化手段１１１でさらに等化を調整し、最尤復号器１１２によって、最尤復号され２値データとなる。
【００５８】
以下、本実施例のＤＣオフセットの補正について詳しく述べる。
本実施例のＤＣオフセットの補正はフィードバック制御によってなされている。減算器１０３は、Ａ／Ｄ変換機１０２によってデジタル変換された信号からＤＣオフセット成分を減算する。この時、減算器１０３により減算するＤＣオフセット制御信号（ＤＣオフセット成分）は減算器１０３の出力データをもとに補正される。微分フィルタ８０４１１は、減算器１０３の出力信号を入力し、信号の傾きを導出する。本実施例の微分フィルタ８０４１１は（１−Ｄ）の構成を有する。実施例１で説明したように、この構成によって傾きが求められる。微分フィルタ８０４１１が求めた傾きは、信号処理によって元の信号からπ／２だけ位相がずれている。補間フィルタ８０４１２は、この位相のスライドした傾きを入力し、この入力信号の位相を更にπ／２ずらして補正し、出力する。このように補正された傾きは、１Ｔ前の減算器１０３の出力データと位相が一致する。以上のようにして、信号の傾きを検出している。
このようにして求められた傾きは、ゼロ時刻検出手段８０４３１へ入力される。ゼロ時刻検出手段８０４３１は実施例１と同様に、第１の閾値発生手段８０４２が発生する第１の閾値を超えている区間で最も傾きの大きさが大きいポイントを、ゼロレベルのポイントとして検出する。
【００５９】
ここで、実施例２の第１の閾値発生手段８０４２が発生する第１の閾値について述べる。実施例１でも述べたように、信号の振幅が小さくなっていくと、それにしたがって第１の閾値発生手段８０４２は第１の閾値を小さく調整し、適切な検出窓を確保する必要がある。実施例２の第１のカウンタ８０４８は、ゼロ時刻検出手段８０４３１がゼロレベルのポイントを検出してから次にゼロレベルのポイントを検出するまでの期間をカウントする。第１のカウンタ８０４８のカウント値が第２の閾値発生手段８０４９が発生する第２の閾値を超えたとき、第１の閾値発生手段８０４２は発生する第１の閾値を小さくし、ゼロ時刻検出手段８０４３１がゼロレベルのポイントを検出するための検出窓を確保している。信号振幅が小さくなると、それにつれて傾きも小さくなるので、ゼロ時刻検出手段８０４３１は、検出窓が確保できず、ゼロレベルのポイントを検出できなくなってくる。そこで、一定時間（第２の閾値）を超えてゼロレベルのポイントが検出できなかった時、第１の閾値発生手段８０４２は、発生する第１の閾値を小さくする。これにより、ゼロ時刻検出手段８０４３１は検出窓を確保できる。
【００６０】
例えば、ＣＤＲＯＭには３Ｔから１１Ｔまでのデータが存在する故に、読み出し時にＰＬＬロックしていれば本来のゼロレベルであるポイントは１１サンプルに１つは必ず存在することになる。ゼロ時刻検出手段８０４３１は、ＰＬＬがロックしていない場合や検出誤りを考慮しても、第１の閾値が適切な値であれば、例えば３０サンプルに１つはゼロレベルのポイントを検出できると期待できる。例えば第２の閾値を３０Ｔに設定する。３０サンプルの間１つもゼロレベルのポイントを検出できないときは、信号振幅が小さくなっており現在の第１の閾値は大きすぎて検出窓が開かないと考えられる。図９の第１のカウンタ８０４８はゼロレベルのポイントが検出されてから次に検出されるまでのサンプルポイント数をカウントする。第１のカウンタ８０４８のカウント値が第２の閾値発生手段８０４９が発生する第２の閾値の大きさ（この例では３０）を超えたときに、第１の閾値発生手段８０４２は第１の閾値の大きさを小さくする。これにより、ゼロ時刻検出手段８０４３１は信号振幅に対応して第１の閾値を調整し、正確にゼロレベルのポイントを検出できる。
【００６１】
ゼロ振幅検出手段８０４３は、ゼロ時刻検出手段８０４３１によって検出されたゼロレベルのポイントに対応する減算器０１３の出力データを検出し、ゼロ振幅として出力する。重み付け手段８０４５は、検出されたゼロ振幅に重み付けをする。積分の特性を持つフィルタ１０４７は、重み付けされたゼロ振幅を入力し、フィルタリングし、ＤＣオフセット制御信号として出力する。
【００６２】
次に、実施例２のＰＬＬの位相誤差検出手段８０７を説明する。実施例２の位相誤差検出手段８０７はゼロ振幅検出手段８０４３の出力情報（ゼロ振幅）と傾き検出手段８０４１の出力情報を利用して、ＰＬＬの位相誤差を検出する。
図１１を用いて、振幅情報と位相誤差情報の関係を説明する。図１１（ａ）は、傾き検出手段８０４１の入力信号と、ＤＣオフセット値とを示す図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の信号の傾きを示す図である。図１１において、１１０１は本来振幅がゼロであるべき時刻における振幅であり、１１０２はその時刻における位相誤差である。
信号のゼロクロス付近の傾きが一定であると仮定した場合、ゼロクロス付近の振幅情報（ゼロ振幅）と、信号が立ち上がりか又は立ち下がりかの情報とに基づいて、位相誤差を求めることができることが図１１から読み取れる。例えば、ゼロ振幅を＋ｗ（ｔ）、信号のゼロクロス付近の傾きをＫ、このポイントがゼロクロスの立ち上がり部分に存在するとした場合、ＰＬＬの位相誤差ΔΦは＋ｗ（ｔ）／Ｋに比例した値であるといえる。位相誤差検出手段８０７は、振幅情報（ゼロ振幅）を位相誤差情報として使用する。位相誤差検出手段８０７は、±ａ・ｗ（ｔ）／Ｋを演算し（ａは比例定数）、演算結果を位相誤差として出力する。
【００６３】
この検出方法によれば、検出される位相誤差は信号の傾きにも依存する。しかし、たとえゼロレベル近傍における信号の傾きが一定でなく、実際の信号のように変化していたとしても、方向性（位相誤差の極性）は妥当であることが理解できるであろう。クロス振幅（クロス振幅検出手段の出力）に基づいて位相誤差を検出する方法は従来知られていた。しかしこの従来の方法によれば、ＤＣオフセット成分が残留している場合には、本来のゼロレベルであるポイントを見つけることができない恐れがあった。実施例２においては、ゼロ振幅（ゼロ振幅検出手段８０４３の出力）に基づいて位相誤差を検出する。ゼロ振幅検出手段８０４３は、ＤＣオフセット成分が大きく変動した場合にも、クロス振幅検出手段よりも早く応答して、正確なＤＣオフセット成分を検出する。
【００６４】
図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、位相誤差ΔΦは、本来ゼロレベルであるポイントの振幅成分ｗ（ｔ）と、そのポイントが存在するのが立ち上がりか又は立ち下がりかの情報と、に基づいて求めることができる。つまり、実施例２においては、ゼロ振幅と、傾きの符号を見れば良い。傾きがプラスであれば立ち上がり、傾きがマイナスであれば立ち下がり位置となる。例えば信号にＤＣオフセットが残っている場合もある故に、１点だけの位相誤差を検出したのでは、検出精度に欠ける恐れがある。そこで、１つ前に検出された位相誤差と、現在検出した位相誤差とを加算し、位相誤差の高域成分をカットすることで、より精度の良い位相誤差検出が可能となる。以上のように位相誤差を検出することにより、ＤＣオフセット成分が残っていたとしても正しい（大きな誤りのない）位相誤差を検出することができる。
ループフィルタ１０８は、このようにして位相誤差検出手段８０７が求めた位相誤差を入力し、リードクロックの制御信号を生成する。
【００６５】
なお、本実施例では、ＤＣオフセット成分の補正をフィードバック制御によって成したが、フィードフォワード制御でも良く、この場合、フィルタ１０４７の構成は積分の特性ではなくローパスの特性を持つものに置き換わる。また、重み付け手段８０４５の重みもその制御の変化に伴ったものに変更される。また、ＰＬＬ回路も本実施例に限定されるものではなく、例えばクロックを制御せずに補間を用いる構成でもよい。
【００６６】
実施例においては、ＤＣオフセット抽出手段は、減算器１０３の出力データを入力した。これに代えて、ＤＣオフセット抽出手段は、Ａ／Ｄ変換情報を入力し、Ａ／Ｄ変換情報の時間軸の傾きを検出しても良い。
【００６７】
実施例のＤＣオフセット安定検出手段は、第３のカウンタ１０５３のカウント値が１００になる毎に、第２のカウンタのカウント値が第３の閾値以上であった場合（ゼロ時刻検出手段１０４３１とクロス時刻検出手段１０４４１の両検出ポイントの一致が所定の比率以上であった場合）、ＤＣオフセット制御が安定であるという情報を出力し、第２のカウンタ１０５１のカウント値が第３の閾値未満であった場合、ＤＣオフセット制御が安定でないという情報を出力した。
これに代えてＤＣオフセット安定検出手段は、所定の期間における第２のカウンタのカウント数が所定のカウント数未満である時、ＤＣオフセット制御が安定でないという情報を出力し、所定のカウント数以上である時、ＤＣオフセット制御が安定であるという情報を出力しても良い。
【００６８】
ＤＣオフセット安定検出手段は、第２のカウンタのカウント数が所定のカウント数に達するまでの時間が所定の時間以上である時、ＤＣオフセット制御が安定でないという情報を出力し、所定の時間未満である時、ＤＣオフセット制御が安定であるという情報を出力しても良い。
ＤＣオフセット安定検出手段は、ゼロ時刻検出手段により検出されるポイントの数、クロス時刻検出手段により検出されるポイントの数、若しくはゼロ時刻検出手段により検出されるポイントの数とクロス時刻検出手段により検出されるポイントの数との合計ポイント数（以下、「前記ゼロ時刻検出手段により検出されるポイントの数等」と呼ぶ。）が所定の数に達した時の第２のカウンタのカウント数が所定のカウント数未満である時、ＤＣオフセット制御が安定でないという情報を出力し、所定のカウント数以上である時、ＤＣオフセット制御が安定であるという情報を出力しても良い。
【００６９】
ＤＣオフセット安定検出手段は、第２のカウンタのカウント数の、クロス時刻検出手段により検出されるポイントの数、若しくはゼロ時刻検出手段により検出されるポイントの数とクロス時刻検出手段により検出されるポイントの数との合計ポイント数に対する割合が所定の値未満である時、ＤＣオフセット制御が安定でないという情報を出力し、所定の値以上である時、ＤＣオフセット制御が安定であるという情報を出力しても良い。
【００７０】
実施例において、記録媒体に記録された符号化データは１Ｔデータを含まず、前置等化手段は、記録媒体から読み出された信号をＰＲ（１，３，３，１）特性に等化した。これに代えて、記録媒体に記録された符号化データは１Ｔデータを含まず、前置等化手段は、記録媒体から読み出された信号をＰＲ（１，１）特性、ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）特性、又は前記ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）の（ａ，ｂ，ｂ，ａ）に（１，１）をｎ回（ｎは自然数）畳み込んだ特性に等化する手段であっても良い。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、レベル変動への追従性が必要となるシーク時、再生信号の精度が必要であるオントラック状態での連続データの再生時、のいずれにおいても正確なＤＣオフセット誤差を検出し、オントラック状態で大きなＤＣオフセット成分の変動があった時にも高い応答性で追随して正確なＤＣオフセット誤差を検出し、正確なＤＣオフセット成分の値を出力するデータ再生装置を実現できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のデータ再生装置のブロック図
【図２】本発明の実施例１のＤＣオフセット抽出手段のブロック図
【図３】本発明の実施例１のパーシャルレスポンス方式を説明するための図
【図４】本発明の実施例１のパーシャルレスポンス方式の状態遷移を説明するための図
【図５】本発明の実施例１のデータ再生装置における傾きによるゼロ振幅の検出を説明するための図
【図６】本発明の実施例１のデータ再生装置におけるクロス振幅の検出を説明するための図
【図７】図７（ａ）は本発明の実施例１のデータ再生装置のＤＣオフセット抽出手段中のフィルタの構成を示す図、図７（ｂ）はその周波数特性を概略的に示す図
【図８】本発明の実施例２のデータ再生装置のブロック図
【図９】本発明の実施例２のＤＣオフセット抽出手段のブロック図
【図１０】本発明の実施例のデータ再生装置における振幅検出手段と第１の閾値発生手段との動作を説明するための図
【図１１】本発明の実施例２のデータ再生装置における位相誤差の検出方法を説明するための図
【符号の説明】
１０１前置等化手段
１０２Ａ／Ｄ変換手段
１０３減算器
１０４ＤＣオフセット抽出手段
１０５ＤＣオフセット安定検出手段
１０６振幅検出手段
１０７位相誤差検出手段
１０８ループフィルタ
１０９Ｄ／Ａ変換手段
１１０電圧制御発振器
１１１後置等化手段
１１２最尤復号器
１１３ロック検出手段
１０４１傾き検出手段
１０４２第１の閾値発生手段
１０４３ゼロ振幅検出手段
１０４４クロス振幅検出手段
１０４５重み付け手段
１０４６加算器
１０４７フィルタ
１０５１第２のカウンタ
１０５２第３の閾値発生手段
１０５３第３のカウンタ
１０４１１補間フィルタ
１０４１２微分フィルタ
１０４３１ゼロ時刻検出手段
１０４４１クロス時刻検出手段
８０４ＤＣオフセット抽出手段
８０７位相誤差検出手段
８０４１傾き検出手段
８０４２第１の閾値発生手段
８０４３ゼロ振幅検出手段
８０４８第１のカウンタ
８０４９第２の閾値発生手段
８０４１１微分フィルタ
８０４１２補間フィルタ
８０４３１ゼロ時刻検出手段

Claims

記録媒体から読み出された信号に積分系の等化を適用する前置等化手段と、前記前置等化手段によって等化された信号を標本化するアナログ／デジタル変換手段（以下、「アナログ／デジタル変換」を「Ａ／Ｄ変換」と略す。）と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力であるＡ／Ｄ変換情報の直流オフセット成分（以下、「直流」を「ＤＣ」と呼ぶ。）を抽出するＤＣオフセット抽出手段と、前記Ａ／Ｄ変換情報から前記ＤＣオフセット成分を減算する減算器を備え、
前記ＤＣオフセット抽出手段は、前記Ａ／Ｄ変換情報又は前記減算器の出力データの時間軸の第１の傾きを検出する傾き検出手段と、前記第１の傾きの大きさをもとに、本来はＤＣレベルであるポイント（以下、「本来のＤＣレベル」を「ゼロレベル」と呼ぶ。）又はゼロレベルに近いポイントを検出し、そのポイントにおける前記Ａ／Ｄ変換情報又は前記減算器の出力データであるゼロ振幅を検出するゼロ振幅検出手段と、少なくとも前記ゼロ振幅から前記Ａ／Ｄ変換情報の前記ＤＣオフセット成分を導出するＤＣ成分抽出用フィルタと、を備えることを特徴とするデータ再生装置。
前記傾き検出手段は、前記Ａ／Ｄ変換情報又は前記減算器の出力を補間することによって、位相がスライドした補間情報を生成する補間フィルタと、前記補間情報を微分することによって前記第１の傾きを導出する微分フィルタと、を備え、
前記補間フィルタによってスライドさせる位相は、前記微分フィルタの微分処理によりスライドする位相を補正していることを特徴とした請求項１に記載のデータ再生装置。
前記傾き検出手段は、前記Ａ／Ｄ変換情報又は前記減算器の出力を微分することによって時間軸の第２の傾きを導出する微分フィルタと、前記第２の傾きを補間することによって、位相のスライドした傾きを導出する補間フィルタとを備え、前記位相のスライドした傾きを前記第１の傾きとして出力し、
前記補間フィルタによってスライドさせる位相は、前記微分フィルタの微分処理によりスライドする位相を補正していることを特徴とした請求項１記載のデータ再生装置。
前記補間フィルタは（１＋Ｄ）処理（Ｄは１チャネルレート期間の遅延データ）を行い、前記微分フィルタは（１−Ｄ）処理を行うことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のデータ再生装置。
前記ＤＣオフセット抽出手段は、第１の閾値を出力する第１の閾値発生手段を備え、
前記ゼロ振幅検出手段は、前記第１の傾きの大きさが前記第１の閾値より大きくなった時から、次に前記第１の閾値を横切って小さくなるまでの間に前記第１の傾きの大きさが最も大きいポイントを検出するゼロ時刻検出手段を備え、前記ゼロ時刻検出手段により検出されたポイントに対応する前記Ａ／Ｄ変換情報又は前記減算器出力の振幅成分をゼロ振幅として検出することを特徴とする請求項１に記載のデータ再生装置。
前記ＤＣオフセット抽出手段は、
前記減算器の出力を補間して生成された前記補間情報又は前記減算器の出力の符号変化を検出することによって、ゼロレベルのポイント又はゼロレベルに近いポイントを検出するクロス時刻検出手段と、
前記クロス時刻検出手段が検出したポイントに対応する前記Ａ／Ｄ変換情報又は前記減算器の出力データ（以下、「クロス振幅」と呼ぶ。）を検出するクロス振幅検出手段と、
前記クロス振幅及び前記ゼロ振幅の各々に重み付けを行う重み付け手段と、
重み付けされた前記クロス振幅と前記ゼロ振幅とを加算する加算器と、
を備え、
前記加算器の出力データを前記ＤＣ成分抽出用フィルタに入力しＤＣオフセット成分を得ることを特徴とする請求項２に記載のデータ再生装置。
前記Ａ／Ｄ変換手段がＡ／Ｄ変換する適切な位相を検出する位相同期手段を備え、
前記位相同期手段は、前記ゼロ時刻検出手段により検出された前記ゼロ振幅を位相誤差導出に使用する位相誤差検出手段を備えることを特徴とする請求項５に記載のデータ再生装置
前記Ａ／Ｄ変換情報又は前記減算器の出力データの振幅の大きさを検出する振幅検出手段を備え、前記第１の閾値発生手段は、前記振幅検出手段により検出された振幅の大きさに対応して前記第１の閾値を制御することを特徴とする請求項５に記載のデータ再生装置。
前記ＤＣオフセット抽出手段は、前記ゼロ振幅が検出されてから次に検出されるまでの期間をカウントする第１のカウンタと、第２の閾値を発生する第２の閾値発生手段とを備え、
前記第１のカウンタのカウント数が前記第２の閾値を超えたとき、前記第１の閾値発生手段は、前記第１の閾値を小さくすることを特徴とする請求項５に記載のデータ再生装置。
前記ＤＣオフセット抽出手段は、
前記ゼロ時刻検出手段により検出されるポイントと、前記クロス時刻検出手段により検出されるポイントとの一致数をカウントする第２のカウンタと、
所定の期間における前記第２のカウンタのカウント数が所定のカウント数未満である時、前記第２のカウンタのカウント数が所定のカウント数に達するまでの時間が所定の時間以上である時、前記ゼロ時刻検出手段により検出されるポイントの数、前記クロス時刻検出手段により検出されるポイントの数、若しくは前記ゼロ時刻検出手段により検出されるポイントの数と前記クロス時刻検出手段により検出されるポイントの数との合計ポイント数（以下、「前記ゼロ時刻検出手段により検出されるポイントの数等」と呼ぶ。）が所定の数に達した時の前記第２のカウンタのカウント数が所定のカウント数未満である時、又は前記第２のカウンタのカウント数の前記ゼロ時刻検出手段により検出されるポイントの数等に対する割合が所定の値未満である時、ＤＣオフセット制御が安定でないという情報を出力するＤＣオフセット安定検出手段と、
を有し、
前記ＤＣオフセット安定検出手段が出力する情報が少なくとも一方に変化した時、前記ＤＣオフセット抽出手段が内部のパラメータの値を変更することを特徴とする請求項６に記載のデータ再生装置。
前記Ａ／Ｄ変換手段がＡ／Ｄ変換する適切な位相を検出する位相同期手段と、
前記位相同期手段が有するフェーズロックドループがロック状態か又はアンロック状態かを検出し、その検出結果であるロック／アンロック検出情報を出力するロック検出手段と、
を備え、
前記重み付け手段は、前記ロック／アンロック検出情報が少なくとも一方に変化した時、前記ゼロ振幅と前記クロス振幅の重み付けの比率又はいずれかの重み付けの大きさを変化させることを特徴とする請求項６に記載のデータ再生装置。
前記重み付け手段は、前記ＤＣオフセット安定検出手段が出力する情報が変化した時、前記ゼロ振幅と前記クロス振幅の重み付けの比率又は大きさを変化させることを特徴とする請求項１０に記載のデータ再生装置。
前記記録媒体に記録された符号化データは１Ｔデータを含まず、前記前置等化手段は、前記記録媒体から読み出された信号を、ＰＲ（１，１）特性（「ＰＲ（）特性」は、前置等化手段の出力信号がＰａｒｔｉａｌＲｅｓｐｏｎｓｅ方式の関数であるＰＲ（）で表現される特性）、ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）特性（ａ、ｂは任意の自然数）、又は前記ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）の（ａ，ｂ，ｂ，ａ）に（１，１）をｎ回（ｎは自然数）畳み込んだ特性に等化する手段であることを特徴とする請求項１に記載のデータ再生装置。