JP2005353220A

JP2005353220A - データ再生装置

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Publication number: JP2005353220A
Application number: JP2004174882A
Authority: JP
Inventors: Junya Iizuka; 純也飯塚
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2004-06-14
Filing date: 2004-06-14
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2024-06-14
Also published as: JP4213632B2

Abstract

【課題】再生特性の異なる複数のデータ領域が共存する記録媒体についてのＰＲＭＬ方式による再生処理で、ＰＲ符号基準値レベル数が多いＰＲ符号化方式を適用しても、前記各領域に適切なＰＲ符号基準値を設定して信頼性の高い復号処理を実現する。
【解決手段】光ディスク１０１上には再生特性が異なる領域の境界にＰＲ符号基準値算出のための学習用の既知データパターンが記録されている。データ再生装置は、ＰＲＭＬ処理回路１０６とは別に符号識別回路１１０を有し、その一定期間の符号識別値パターンにより、等化値−理想値判定回路１１３及び等化値グループ化回路１１４等でＰＲ等化値とその基準値レベルとの対応を推測してグループ化し、平均値算出回路１１５で各グループの平均値を求めてＰＲ符号基準値として設定する。これにより前記領域ごとの再生特性の差を反映した設定でビタビ復号回路１０８での復号処理が行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスク等の記録媒体を対象としてデータ（記録符号）の再生を行うデータ再生装置に関し、特に、ＰＲＭＬ方式を用いて再生処理を行う技術に関する。

ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスクや磁気ディスクをはじめとする記録型ディスク媒体に関しては、記録密度の向上や記録・再生処理の高速化に従って再生波形の符号間干渉や雑音が大きくなり再生処理が困難となるが、このような条件においても信頼性の高い再生処理を行うことのできる手段としてＰＲＭＬと呼ばれる手法が知られている。

ＰＲＭＬは、ＰＲ（Partial Response）等化による多値畳み込み符号生成処理とビタビ復号をはじめとした最尤（Maximum Likelihood）復号とを組み合わせることにより、記録媒体（ディスク）に記録されているディジタル符号（記録符号）を得る処理である。

ＰＲ等化の処理では、ディスクからの再生信号に対してＡ／Ｄ変換器によりアナログ−デジタル変換を行ったサンプル値に対して、ＦＩＲフィルタを用いた波形等化により符号間干渉量を調整し、連続した記録符号の順列パターンに対応した幾通りかの振幅値を持つ多値畳み込み符号列（ＰＲ符号）を生成する。ＰＲ等化は、１サンプルのＰＲ符号の生成に用いる記録符号の数（拘束長）や振幅値の与え方により無数の形式が存在する。

また最尤復号の処理では、再生信号に雑音やばらつき等の外乱要因が含まれない理想的なＰＲ符号値として各符号値に対応した複数の基準値（ＰＲ符号基準値）を設定する。そしてこれらと実際の装置で得られる外乱成分を含むＰＲ符号（ＰＲ等化値）との間で計算される距離情報に基づいてＰＲ等化値とＰＲ符号基準値との軟判定を行う。そしてその結果により最尤と判定される記録符号パターンを復号する。

ところで、記録型ディスク媒体では、同一媒体上で異なる再生特性を持つ領域が複数存在する場合がある。すなわち、ディスク上で物理アドレス等の書き換え不可能な情報が記録されている領域が追記可能な領域と共存する場合や、異なるデータ記録装置で追記を施した領域が共存する場合などである。このような場合は、再生特性の切り替わる前後での再生信号振幅の差異によりＰＲ等化符号の振幅レベルが当初設定したＰＲ符号基準値から外れるため、復号処理の信頼性が低下するという問題がある。

上記問題に対する一解決手段と成り得る技術として、特許文献１には、記録媒体における再生特性の異なる各領域に対して適切なＰＲ符号基準値を与える手段を有する装置について記載されている。この装置では、ＰＲ等化値の大きさに対して各ＰＲ符号基準値を中心とした幾つかの領域に分け、記録媒体上に予め記録されたＰＲ符号基準値算出用のパターン（トレーニングパターン）を再生したＰＲ等化値サンプルを前記各領域に当てはまるサンプルごとにグループ化する。そしてこれらのグループごとの平均を計算することにより、再生対象の領域に適したＰＲ符号基準値の設定を可能としている。
特開平９−２４５４３２号公報

前記ＰＲＭＬの処理において復号処理の高い信頼性を実現するためには、ＰＲ等化値の分布とＰＲ符号基準値の一致、すなわちＰＲ符号基準値を中心としたＰＲ等化値の適切な分布の形成が必要である。前記ディスク上で書き換え不可能な領域と追記（書き換え）可能な領域とが共存する場合や、異なるデータ記録装置で追記を施した領域が共存する場合などにおいては、同一記録媒体上に再生特性の異なる複数のデータ領域が存在するので、それぞれのデータ領域に対して適切なＰＲ符号基準値に切り替えて復号処理を行いたい。

前記特許文献１記載の装置を用いたＰＲ等化値のレベル判定とグループ化処理では、ＰＲ符号基準値のレベル数が少ない場合においては正確な判定が容易であり、適切なＰＲ符号基準値の算出が可能である。しかしながら、一般に拘束長が大きい複雑化したＰＲ符号方式ではＰＲ符号基準値のレベル数が多く、各レベルの互いの間隔が狭いため、正確な判定が困難になる。前記特許文献１記載の技術では、ＰＲ符号基準値レベル数が多いＰＲ符号方式を適用した場合は、正確な判定が困難になる。

本発明は以上のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、再生特性の異なる複数のデータ領域が共存する記録媒体についてＰＲＭＬ方式によるディジタルデータ（記録符号）の再生処理を行うデータ再生装置において、ＰＲ符号基準値レベル数が多いＰＲ符号化方式を適用しても、前記再生特性の異なるデータ領域ごとに適切なＰＲ符号基準値を設定して信頼性の高い復号処理を実現できる技術を提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

前記目的を達成するために、本発明のデータ再生装置は、光ディスク等の記録媒体からの再生信号に対してＰＲ等化器と最尤復号器によるＰＲＭＬ方式によりデータ（記録符号）を検出するデータ再生装置であって、以下を特徴とする。再生処理対象となる記録媒体は、再生特性の異なるデータ領域に対応して既知データパターンが記録された領域を有する形式である。本発明のデータ再生装置は、ＰＲ符号基準値の算出のための手段として、入力信号として前記記録媒体からの再生信号のサンプル値もしくはＰＲ等化値を用いて最尤復号を用いずに前記データ（記録符号）の識別（復号）を行う符号識別回路と、前記識別の結果である符号識別値を順次入力して一定期間内における符号識別値パターンを保持する符号識別値保持回路と、再生信号に対してＰＲ等化した出力であるＰＲ等化値サンプルを順次入力して前記符号識別値保持回路と同一期間における連続した複数のＰＲ等化値サンプル（ＰＲ等化値パターン）をまとめて保持するＰＲ等化値保持回路と、前記符号識別値保持回路の保持する符号識別値パターンにより、前記ＰＲ等化値保持回路に格納された各ＰＲ等化値サンプルと振幅レベルごとに分類したグループに対して対応関係の判定を行う等化値−理想値判定回路と、その判定結果に基づき前記ＰＲ等化値保持回路に格納されたＰＲ等化値サンプルのグループ化を行う等化値グループ化回路と、前記グループ化されたＰＲ等化値サンプルについてグループ別の平均値を算出する平均値算出回路とを具備する。そして本発明のデータ再生装置は、前記記録媒体の再生処理時、前記既知データパターンの領域をＰＲ符号基準値算出のための学習用データ領域として用い、前記符号識別値保持回路は、前記ＰＲ符号基準値算出用の領域に対する前記符号識別回路の出力値を保持し、前記ＰＲ等化値保持回路は、前記ＰＲ符号基準値算出用の領域に対するＰＲ等化値を保持し、前記等化値−理想値判定回路は、前記符号識別値保持回路に保持された符号識別値パターンにより前記各ＰＲ等化値サンプルとＰＲ符号値基準値レベルとの対応関係の判定を行い、前記等化値グループ化回路は、前記等化値−理想値判定回路の判定結果に基づくグループ化並びに各グループ内における合計値の計算とサンプル数のカウントとを行い、前記平均値算出回路は、前記各グループに対する平均値を計算し、この計算値に基づき前記学習用データ領域に対応して続くデータ領域に対するＰＲ符号基準値を設定して、この設定により最尤復号処理を行わせる。

前記再生処理対象となる記録媒体は、再生特性が切り替わる領域の境界、例えばその直後のユーザデータ領域の先頭に、本発明のデータ再生装置にとって既知のデータパターン領域が設けられた形式である。前記既知データパターンは、前記符号識別回路を含むＰＲ符号基準値算出のための手段においてＰＲ符号基準値の算出のための学習用のデータとして使用される。前記記録媒体における既知データパターン領域には、この領域に対するＰＲ等化値の振幅がすべてのＰＲ符号理想値のレベルをとるように設計されたデータパターンが、例えば再生対象データ記録時点で予め記録される。前記符号識別回路は、前記ＰＲＭＬ処理回路とは別に設けられた符号識別処理のための回路である。本発明のデータ再生装置は、前記記録媒体上のデータの再生時において、前記学習用の既知データパターン領域に対するＰＲ等化値に対してグループ化並びに各グループ内における平均値計算を行うことにより、前記既知データパターン領域の後に続くデータ領域ごとの特性に適したＰＲ符号基準値を算出し設定する。そして前記最尤復号器で前記ＰＲ符号基準値の設定をもとに信頼性の高い復号処理を行う。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

本発明によれば、再生特性の異なる複数のデータ領域が共存する記録媒体についてＰＲＭＬ方式によるデータ再生処理を行うデータ再生装置において、ＰＲ符号基準値レベル数が多いＰＲ符号化方式を適用しても、前記再生特性のデータ領域ごとに適切なＰＲ符号基準値を設定して信頼性の高い復号処理を実現できる。特に、予めＰＲ符号基準値レベルを設定しづらい場面、例えば記録条件の違い等により光学的特性の異なる複数の領域が共存する光ディスクの再生処理時などにおいても、その領域の再生信号から再生条件に適したＰＲ符号基準値レベルを算出し設定して復号処理を実現できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は、本発明の一実施の形態におけるデータ再生装置の構成を示す。本実施の形態で示すのは、光ディスク再生装置（ディスクドライブ装置）としての構成例である。本実施の形態のデータ再生装置は、レーザ部１０２、光検出器１０３、ＡＧＣ回路１０４、Ａ／Ｄ変換回路１０５、ＰＲＭＬ処理回路１０６、復調回路１１６、及びＰＲ符号基準値算出回路１０９を有して構成される。ＰＲ符号基準値算出回路１０９は、符号識別回路１１０、符号識別値保持回路１１１、ＰＲ等化値保持回路１１２、等化値−理想値判定回路１１３、等化値グループ化回路１１４、及び平均値算出回路１１５を有して構成される。本実施の形態のデータ再生装置を含んで構成されるシステムとして、光ディスク１０１と、図示しないホスト装置などを有する。

光ディスク１０１は、本実施の形態のデータ再生装置での再生処理対象に含まれるＣＤやＤＶＤ等の記録媒体であり、再生対象となるデータ（記録符号）が所定記録形式で記録されている。光ディスク１０１は、再生特性の異なる複数のデータ領域を持ち、これらに対応して、その特性の切り替わる境界にＰＲ符号基準値算出用の既知データパターンが記録された領域を有する。光ディスク１０１の形式は例えばＤＶＤ−ＲＡＭである。ＤＶＤ−ＲＡＭでは、セクター形式として、ディスク上で再生特性が切り替わる箇所に、既知データパターンが記録された領域であるＶＦＯ領域を有する。このＶＦＯ領域に記録されているデータをＰＲ符号基準値算出のための学習用のデータとして使用できる。

レーザ部１０２は、光ディスク１０１から記録符号に対応した反射光信号を得るためにコヒーレント光を出射するユニットである。光検出器１０３は、反射光信号の強度を電気信号に変換する光検出器である。ＡＧＣ回路１０４は、光検出器１０３から出力される電気信号の最大値と最小値が一定になるよう制御する。Ａ／Ｄ変換器１０５は、ＡＧＣ回路１０４から出力された再生信号（アナログ）を、図示しないＰＬＬ回路により生成されるクロックにより再生信号に位相同期したタイミングでサンプリングとアナログ−デジタル変換を行う回路である。このＰＬＬでの位相差検出処理のために、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）出力のＤＣオフセットは補償される。

ＰＲＭＬ処理回路１０６は、ＰＲ等化回路１０７とビタビ復号回路１０８とから成り、ＰＲＭＬによる処理を行う回路である。ＰＲ等化回路１０７は、Ａ／Ｄ変換器１０５からの出力である再生信号サンプル値（ディジタル）に対してＰＲ等化処理を行う回路である。ビタビ復号回路１０８は、ＰＲ等化回路１０７からの出力すなわちＰＲ等化値と、その理想値すなわち後述されるＰＲ符号基準値算出回路１０９により設定されるＰＲ符号基準値とにより、光ディスク１０１上のデータ（記録符号）についての最尤判定とその出力を行う回路である。復調回路１１６は、ＰＲＭＬ処理回路１０６により得られた二値化符号に対してデコードや誤り訂正などの処理を行い、ホストで扱うデータ形式に変換する回路である。

ＰＲ符号基準値算出回路１０９は、本実施の形態のデータ再生装置で特徴的な処理であるＰＲ符号基準値算出処理を行う回路である。本実施の形態のデータ再生装置は、ＰＲ符号基準値算出回路１０９を用いたＰＲＭＬ処理による光ディスク再生処理を行う。ＰＲ符号基準値算出回路１０９で算出したＰＲ符号基準値がビタビ符号回路１０８に設定される。

符号識別回路１１０は、入力信号として前記再生信号サンプル値もしくは前記ＰＲ等化値を用いて、ＰＲ符号基準値は用いずに、記録符号の識別を行う回路であり、前記ＰＲＭＬ処理回路１０６とは別個の符号識別回路である。本実施の形態では特に、符号識別回路１１０が入力信号としてＡ／Ｄ変換器１０５の出力である再生信号サンプル値を用いる構成を示す。別構成として、符号識別回路１１０が入力信号としてＰＲ等化回路１０７の出力であるＰＲ等化値を用いる構成とすることも可能である。詳しい構成は後述する。

符号識別値保持回路１１１は、符号識別回路１１０での識別結果である符号値を随時格納・シフトして一定期間内における識別符号パターンを出力する保持回路である。

ＰＲ等化値保持回路１１２は、ＰＲ等化回路１０７の出力を随時格納・シフトして前記符号識別値保持回路１１１での期間と同じ一定期間内における連続したＰＲ等化値パターンを保持する保持回路である。

等化値−理想値判定回路１１３は、符号識別値保持回路１１１の保持による識別符号パターンに従い、ＰＲ等化値保持回路１１２に格納された各ＰＲ等化値とＰＲ等化方式により定まる複数の理想値レベルとの対応関係を判定する回路である。

等化値グループ化回路１１４は、等化値−理想値判定回路１１３の処理結果により、ＰＲ等化値を各理想値レベルに対応してグループ化（ＰＲ符号グループＡ，ＰＲ符号グループＢ，…）を行う回路である。

平均値算出回路１１５は、等化値グループ化回路１１４内の各グループの平均値を算出し、算出した平均値（グループＡ平均値，グループＢ平均値，…）をビタビ復号回路１０８でのビタビ復号処理に用いるＰＲ符号基準値として出力する回路である。以下では「ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）」と表されるＰＲ等化形式により最短マーク長２Ｔ（Ｔは１ビットデータの転送周期）の制約で記録された光ディスク１０１を対象としたデータ再生処理を例として本実施の形態を説明する。

図２は、本発明の実施の形態におけるデータ再生装置において、光ディスク再生信号例（アイパターン）を示す図である。これはＰＲＭＬ処理回路１０６へ入力される再生信号波形に対するアイパターンの例を示している。各縦線がストローブ時刻、各横線が多値（例として７値）の基準値レベルを示す。所定時間区間で判定が行われる。高密度に記録された光ディスクでは、符号間干渉により記録マーク長が短い符号に対する再生信号の振幅が減少するためノイズマージンが小さく、単一振幅レベルを基準として１サンプル毎に符号識別を行うスライス処理では正確な再生が困難となる。これに対して、基準とする振幅レベルを多値化すると共に、各サンプル値と基準振幅レベルの間の軟判定結果をまとめ、一連のサンプル列に対する最尤パターン判定により符号識別を行うＰＲＭＬと呼ばれる手法が有効であることが知られている。ＰＲＭＬ方式では、ＰＲ符号と呼ばれる畳み込み符号化規則による基準値レベル設定と、この基準値レベルを目標とした波形等化（ＰＲ等化）を行う。

図３は、上記ＰＲＭＬ方式による処理を行うＰＲ符号回路３０１の構成（ディジタル符号入力）を示す説明図である。ＰＲ等化回路１０７の構成は、このＰＲ符号回路３０１の構成に対応する。図３に示すように、「ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）」の形式によるＰＲ符号Ｙ（ｎ）は、例えば“１”，“−１”の二値から構成される符号列である記録符号Ｘ（ｎ）を入力とした、拘束長が４で、タップ数が４で、レジスタ（遅延回路）数が３の畳み込み符号器により生成される。この畳み込み符号器の伝達関数は下記式（１）のように表される。

Ｈ（ｚ^-1）＝ａ＋ｂｚ^-1＋ｂｚ^-2＋ａｚ^-3 ・・・（１）
図４は、前記ＰＲ符号回路３０１のパルス応答を示す説明図である。前記ＰＲ符号回路３０１の単位パルス応答（ＰＲ等化値Ｙ（ｎ））は、図４に示すような４ステップ幅となり入力符号列（記録符号Ｘ（ｎ））に対して隣接する符号に干渉を与える。

図５は、前記ＰＲ符号回路３０１における記録符号Ｘ（ｎ）とＰＲ符号Ｙ（ｎ）との対応表を示す。最短マーク長２Ｔの条件において、入力符号であるＸ（ｎ）とＰＲ符号Ｙ（ｎ）との組み合わせは、図５に示す１０通りとなり、ＰＲ符号Ｙ（ｎ）の値は全部で７値である。Ｘ（ｎ）は値として“１”および“−１”をとる。ここでデータ再生装置としてディスクドライブ装置においては、上記入力符号であるＸ（ｎ）はディスク上に記録されたマークおよびスペースに相当する。また、前記式（１）の逆特性を持つ復号器により、ＰＲ符号Ｙ（ｎ）から元の符号列Ｘ（ｎ）を復号できる。

一方で、ディスクドライブ装置でＰＲＭＬ回路（本実施の形態の場合はＰＲＭＬ処理回路１０６）へ入力される信号は二値ではなく、前記図２に示したようにディスク上の記録符号に対してマーク／スペースやレーザ光のスポット形状による符号間干渉が付加された多レベルの再生信号である。この種の符号間干渉特性はＭＴＦ（Modulation Transfer Function）特性と呼ばれる。

図６は、ＰＲ等化回路１０７の構成（アナログ信号入力）を示す図である。ＰＲ等化を行うＰＲ等化回路１０７は、Ａ／Ｄ変換器１０５により量子化・標本化された再生信号を入力とした、図６に示すようなＦＩＲフィルタである。入力となる再生信号Ｘ'（ｔ）が、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）、遅延回路（Ｚ^-1）、各係数（Ａ〜Ｄ）の乗算器、及び加算器（Σ）により構成される畳み込み処理を通じてＰＲ等化値Ｙ’（ｎ）として出力される。この回路は、ＭＴＦ特性と合わせた伝達特性が前記式（１）に示したＰＲ符号回路の特性と一致するように周波数特性を与えることにより、光ディスク１０１上の記録符号とＰＲ等化回路１０７の出力との関係を前記図５に示す入力符号とＰＲ符号値の関係に近づける。ＰＲ等化回路１０７から得られるＰＲ等化値は、再生信号に含まれる雑音等により幅のある分布を形成し、理想値であるＰＲ符号値とは必ずしも一致しない。そのため、ビタビ復号回路１０８により前記理想値である各ＰＲ符号値を基準値（ＰＲ符号基準値）としてＰＲ等化値サンプルごとに距離計算結果をまとめ、判定されたＰＲ符号の最尤パターンに従い光ディスク１０１上のデータ（記録符号）についての復号を行う。

以上に示したＰＲＭＬ処理は、ＰＲ符号基準値の振幅レベルとＰＲ等化値振幅の分布が一致していることを前提とした方式である。それに対し、ＰＲ等化器の特性設定において必要なＭＴＦ特性はデータ記録再生装置と再生対象記録媒体の双方の特性に依存し、同一の再生媒体内でも異なるデータ記録装置による追記が施された領域については異なるＭＴＦ特性となって不一致を生じる。これにより復号精度の低下を招く。このため、本実施の形態のデータ再生装置では、再生処理対象の光ディスク１０１上に、ＰＲ符号基準値算出用の既知データパターン領域を設けておき、この領域を学習用に用いて、再生領域ごとに再生信号波形の値に適したＰＲ符号基準値の算出と設定を行う。

図７は、本実施の形態のデータ再生装置が再生処理対象として扱う光ディスク１０１の記録形式例を示す説明図である。特に光ディスク１０１上における、ディスクドライブ装置による記録・再生の最小データ単位であるセクターの構成例を示す。光ディスク１０１上のトラックにおいて、ヘッダ領域とユーザデータ領域が存在する。ヘッダ領域は物理アドレス等の書き換え不可能な情報を記録している領域であり、ユーザデータ領域はホスト装置に対して出力する対象となるユーザデータを主に記録している領域である。物理アドレスの領域とユーザデータの領域とで再生特性が異なるので、その境界において既知データパターンの領域を設ける。図７ではデータ構成例として、ヘッダ領域が、更にＰＲ符号基準値算出用パターン領域Ｒ１、終了指示パターン領域Ｒ２、物理アドレス領域Ｒ３の順で構成されている。またユーザデータ領域が、更にＰＲ符号基準値算出用パターン領域Ｒ４、終了指示パターン領域Ｒ５、ユーザデータ領域Ｒ６の順で構成されている。斜線で示す領域Ｒ１，Ｒ４が、本データ再生装置にとって既知のデータパターンが記録されている領域であり、このデータ領域がＰＲ符号基準値の算出のための学習用のデータ領域として使用される。また終了指示パターン領域Ｒ２，Ｒ５はそれぞれＰＲ符号基準値算出用パターン領域Ｒ１，Ｒ４の終了を示す小領域である。領域Ｒ１は、その後に続くヘッダ領域内データすなわちここでは物理アドレス領域Ｒ３における物理アドレス情報の再生のために使用される。すなわち、このＰＲ符号基準値算出用パターン領域Ｒ１からの再生信号に基づきＰＲ符号基準値算出回路１０９で学習して算出したＰＲ符号基準値がＰＲＭＬ処理回路１０６に設定され、この設定値により復号処理が行われる。同様に、領域Ｒ４は、その後に続くユーザデータ領域内データすなわちここではユーザデータ領域Ｒ６におけるユーザデータの再生のために使用される。このように、記録媒体の形式として、光ディスク１０１上のトラックで再生特性が変化する領域の境界において、言い換えれば、再生特性が切り替わった領域の先頭において、その直後に続くデータ領域のためのＰＲ符号基準値算出用パターンが記録されている。

また、図８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施の形態のデータ再生装置によるデータ再生処理例を示す説明図である。それぞれ、図８（ａ）は、前記セクター構成のうちＰＲ符号基準値算出用パターン領域に記録されている既知データパターン例となる記録符号Ｘ（ｎ）を示す。図８（ｂ）は、上記ＰＲ符号基準値算出用パターン領域における記録符号Ｘ（ｎ）の再生信号Ｘ'（ｎ）の波形を示す。図８（ｃ）は、上記再生信号Ｘ'（ｎ）のＰＲ等化値パターンであるＰＲ等化値Ｙ'（ｎ）を示す。

前記ＰＲ符号基準値算出用の既知データパターン例となる記録符号Ｘ（ｎ）は、符号系列｛１，１，１，１，０，０，０，０，１，１，０，０｝の繰り返しのデータ構成である。またこれに限らず、前記既知データパターンとして、例えば前記ＤＶＤ−ＲＡＭにおけるＶＦＯ領域のデータを使用できる。ＶＦＯ領域のデータ構成は、４チャネルビット長のマークとスペースが交互に繰り返される形式、すなわち符号系列｛１，１，１，１，０，０，０，０｝の繰り返しのデータ構成である。

前記図７で示したヘッダ領域には物理アドレスをはじめとしたセクター情報が生産時にプリピットされており、前記ユーザデータ領域とは異なった光学特性を持つ領域となる。このため、前記特性の変化に対応してデータ再生処理を行うために、前記ヘッダ領域とユーザデータ領域のそれぞれの先頭に前記ＰＲ符号基準値算出用パターン領域（Ｒ１，Ｒ４）を設けている。ＰＲ符号基準値算出用のデータパターンは、前記図８（ｃ）に示すようにＰＲ等化後の値Ｙ'（ｎ）が前記図５に示す７値すべてのレベルを満たす繰り返しパターンとなるように定める。

図９（ａ），（ｂ）は、符号識別回路１１０の構成例を示す。図９（ａ）に示す回路は、再生信号のサンプル値と０レベルとの差分を計算してその符号ビットを出力するものであり、再生信号のレベル比較によるスライサと同等である。この回路は前記図１に示す構成に対応している。符号識別回路１１０ａは、インバータを有して構成され、Ａ／Ｄ変換器１０５から再生信号サンプル値符号ビットを入力して符号識別値を出力する。また、図９（ｂ）に示す回路は、別構成である。この回路は、隣接する２つのＰＲ等化値の平均を求めてその符号ビットを反転して出力する回路であり、図１０の対応表に示すように記録符号を得ることができる。図１０は、符号識別回路１１０ｂによる復号における記録符号とＰＲ符号との対応表である。符号識別回路１１０ｂは、ＰＲ等化回路１０７からＰＲ等化値を入力し、レジスタ、加算器、インバータを通じて、再生信号サンプルの加算値符号ビットを処理して符号識別値を出力する。これら図９（ａ），（ｂ）に示される回路構成のいずれによる符号判別でも、ＰＲ符号基準値の設定を必要としない。

図１１は、符号識別値保持回路１１１とＰＲ等化値保持回路１１２の構成例を示す。これらは共にシフトレジスタにより構成され、それぞれ、各時刻を基準とした一定期間の符号値、ＰＲ等化値を保持する。この構成例では、それぞれレジスタ長をＰＲ符号基準値算出用パターンの周期と同じ１２段とした。ここで、このＰＲ符号基準値算出用パターンが本データ再生装置にとって既知でありＰＲ符号基準値を予め求めることができるため、記録符号のパターンにおける特定部分が正しく検出できれば、その検出位置を基準としてその後に続く復号値の推定が可能である。例えば、前記図８（ａ）に示される記録符号のパターンでは、４Ｔ期間連続するマークとスペースの部分を正しく検出できればこれに続く符号パターンが２Ｔ長のマークとスペースとなることが既知であり、この期間のＰＲ符号基準値パターンを推定可能である。

図１２（ａ），（ｂ）は、等化値グループ化回路１１４に関する構成例を示す。図１２（ａ）に示すように、等化値グループ化回路１１４は、符号識別値保持回路１１１に格納された符号識別値パターンを等化値−理想値判定回路１１３で判別した信号（パターン一致判別信号）と、ＰＲ等化値保持回路１１２に格納された複数サンプルのＰＲ等化値保持値（ＰＲ等化値パターン）とを入力とし、各ＰＲ符号基準値別に設けたＰＲ符号グループの回路部分を有する構成である。この構成例では、等化値グループ化回路１１４は、各ＰＲ符号基準値に対応したＰＲ符号グループ＃１〜ＰＲ符号グループ＃１２の回路部分を有する。図１２（ｂ）は、一つのＰＲ符号グループに対応する回路部分の構成を示す。

図１２中で、等化値−理想値判定回路１１３は、符号識別回路１１０を通じて識別された符号識別値パターンを、記録符号の繰り返しパターンを判別可能な一部分、もしくはパターン全体、と比較する一致判定を行う。そしてこの一致判定で一致したタイミングで、ＰＲ等化値保持回路１１２に格納された値を、等化値グループ化回路１１４内のＰＲ符号の予測値ごとに設定したＰＲ符号グループに振り分ける。図中に示す等化値−理想値判定回路１１３の一致判定では、一致のとき“０”で不一致のとき“１”としたパターン一致判別信号を等化値グループ化回路１１４に対して出力している。前記図８（ａ）に示したＰＲ符号基準値算出用パターンの例では、前記図８（ｃ）に示したＰＲ等化値のパターンと比較すると、符号識別値保持回路１１１に格納された符号識別値パターンが右方のレジスタ、すなわち古い方の符号識別値サンプルから順に｛１，１，１，１，０，０，０，０，１，１，０，０｝と一致したときのＰＲ等化値保持回路１１２の格納値レベルがそれぞれ｛−２ａ，２ｂ，２ａ＋２ｂ，２ｂ，０，−２ｂ，−（２ａ＋２ｂ），−２ｂ，０，２ａ，２ａ，−２ａ｝であると推定される。そしてこのタイミングでＰＲ等化値保持回路１１２を構成するシフトレジスタの各段の値をそれぞれＰＲ符号値別のＰＲ符号グループへ振り分ける。この例では上記で推定された結果より、最右段から順にＰＲ符号グループ＃１（符号値：−２ａ），ＰＲ符号グループ＃２（符号値：２ｂ），ＰＲ符号グループ＃３（符号値：２ａ＋２ｂ），ＰＲ符号グループ＃４（符号値：２ｂ），ＰＲ符号グループ＃５（符号値：−２ｂ），…，ＰＲ符号グループ＃１２（符号値：−２ａ）のように振り分ければよい。この振り分け処理は、符号識別回路１１０の識別結果が正しい限りＰＲ符号基準値算出用パターンの周期毎に行われる。また符号識別回路１１０の識別結果が誤りを生ずる場合、再生信号に異常が発生しておりＰＲ符号基準値の算出に適切ではない場合が考えられるが、このような再生信号サンプルをＰＲ符号基準値の算出から除外できる。

図１２（ｂ）に示すように、上記ＰＲ符号グループ＃１〜＃１２内では、振り分けられたＰＲ等化値に対してそれらのサンプル数（ＰＲ等化値サンプル数）を計数するカウンタと合計値（ＰＲ等化値合計値）を保持・出力する回路部分とを設けている。これはレジスタ、セレクタ、加算器等により構成される。各ＰＲ符号グループに対応する回路は、前記ＰＲ等化値合計値とＰＲ等化値サンプル数とを平均値算出回路１１５に対し出力する。これら各ＰＲ符号グループの値に対し、平均値算出回路１１５においてその平均を計算する。これにより再生信号の雑音成分に由来する各サンプル値のばらつきを吸収する。このようにして算出された各ＰＲ符号グループの平均値は、記録媒体とデータ記録再生装置との特性差を原因とするＰＲ等化器特性の誤差を反映したＰＲ符号基準値として用いることができる。ＰＲ符号基準値算出用パターンの後に続くデータ（記録符号）の再生処理は、前記図７における終了指示パターン（Ｒ２，Ｒ５）の再生および認識直後に、符号識別回路１１０から前記算出したＰＲ符号基準値を設定値として用いたビタビ復号回路１０８でのビタビ復号処理に切り替えて行う。

以上説明したＰＲ符号基準値算出回路１０９を用いたＰＲ符号基準値設定に基づくデータ再生処理により、再生対象の光ディスク１０１とデータ再生装置の特性に合わせたＰＲ符号基準値を得ることができる。そして、このＰＲ符号基準値を設定したビタビ復号回路１０８により信頼性の高い復号処理が実現できる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

本発明は、ＣＤやＤＶＤ等の記録媒体を対象としたデータ再生装置（ディスクドライブ装置）として利用可能である。

本発明の一実施の形態におけるデータ再生装置の構成を示す図である。本発明の一実施の形態におけるデータ再生装置において、光ディスク再生信号例（アイパターン）を示す図である。ＰＲＭＬ方式による処理を行うＰＲ符号回路の構成を示す説明図である。ＰＲ符号回路のパルス応答を示す説明図である。ＰＲ符号回路における記録符号−ＰＲ符号の対応表を示す図である。本発明の一実施の形態におけるデータ再生装置のＰＲ等化回路の構成を示す図である。本発明の一実施の形態のデータ再生装置が処理対象として扱う光ディスクの記録形式の例を示す説明図であり、特にセクターの構成例を示す。（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施の形態のデータ再生装置による処理例を示し、それぞれ光ディスクのＰＲ符号基準値算出用パターン領域における記録符号、その再生信号及びＰＲ符号について示す説明図である。（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施の形態におけるデータ再生装置の符号識別回路の構成例を示す図である。本発明の一実施の形態におけるデータ再生装置において、符号識別回路の一構成例による復号を示す記録符号とＰＲ符号との対応表である。（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施の形態におけるデータ再生装置の符号識別値保持回路とＰＲ等化値保持回路の構成例を示す図である。（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施の形態におけるデータ再生装置の等化値グループ化回路の構成例を示す図である。

符号の説明

１０１…光ディスク、１０２…レーザ部、１０３…光検出器、１０４…ＡＧＣ回路、１０５…Ａ／Ｄ変換器、１０６…ＰＲＭＬ処理回路、１０７…ＰＲ等化回路、１０８…ビタビ復号回路、１０９…ＰＲ符号基準値算出回路、１１０，１１０ａ，１１０ｂ…符号識別回路、１１１…符号識別値保持回路、１１２…ＰＲ等化値保持回路、３０１…ＰＲ符号回路、Ｒ１，Ｒ４…ＰＲ符号基準値算出用パターン領域、Ｒ２，Ｒ５…終了指示パターン領域、Ｒ３…物理アドレス領域、Ｒ６…ユーザデータ領域。

Claims

記録媒体からの再生信号に対してＰＲ等化器と最尤復号器によるＰＲＭＬ方式によりデータを検出するデータ再生装置であって、
再生処理対象となる記録媒体は、再生特性の異なるデータ領域に対応して既知データパターンが記録された領域を有し、
入力信号として前記記録媒体からの再生信号のサンプル値もしくはＰＲ等化値を用いて最尤復号を用いずに前記データの識別を行う符号識別回路と、
前記識別の結果である符号識別値を入力して一定期間内における符号識別値パターンを保持する符号識別値保持回路と、
前記符号識別値保持回路と同一期間における連続した複数のＰＲ等化値サンプルをまとめて保持するＰＲ等化値保持回路と、
前記ＰＲ等化値保持回路に格納された各ＰＲ等化値サンプルと、ＰＲ等化値の理想値であるＰＲ符号基準値レベルとの対応関係の判定を行う等化値−理想値判定回路と、
前記ＰＲ等化値保持回路に格納されたＰＲ等化値サンプルのグループ化を行う等化値グループ化回路と、
前記グループ化されたＰＲ等化値サンプルについてグループ別の平均値を算出する平均値算出回路と、を具備し、
前記記録媒体の再生処理時、前記既知データパターンの領域をＰＲ符号基準値算出のための学習用データ領域として用い、
前記符号識別値保持回路は、前記学習用データ領域に対する前記符号識別回路の出力値を保持し、
前記ＰＲ等化値保持回路は、前記学習用データ領域に対するＰＲ等化値を保持し、
前記等化値−理想値判定回路は、前記符号識別値保持回路に保持された符号識別値パターンにより前記各ＰＲ等化値サンプルとＰＲ符号基準値レベルとの対応関係の判定を行い、
前記等化値グループ化回路は、前記等化値−理想値判定回路の判定結果に基づくグループ化並びに各グループ内における合計値の計算とサンプル数のカウントとを行い、
前記平均値算出回路は、前記各グループに対する平均値を計算し、この計算値に基づき前記学習用データ領域に対応して続くデータ領域に対するＰＲ符号基準値を設定して、この設定により最尤復号処理を行わせることを特徴とするデータ再生装置。
請求項１記載のデータ再生装置において、
前記記録媒体に記録されたデータは「ランレングス長が２の符号」であり、
前記再生処理で用いるＰＲＭＬ方式の処理は「ＰＲ符号生成の拘束長が４」であり、
前記ＰＲ符号基準値算出のための学習用データ領域のデータ構成は「４チャネルビット長のマークとスペースが交互に繰り返される形式」であることを特徴とするデータ再生装置。
請求項２記載のデータ再生装置において、
前記記録媒体の形式は「ＤＶＤ−ＲＡＭ」であり、
前記ＰＲ符号基準値算出のための学習用データ領域は「ＶＦＯ」であることを特徴とするデータ再生装置。