JP2006031757A

JP2006031757A - 復調器及びそれを備える光ディスク装置

Info

Publication number: JP2006031757A
Application number: JP2004205317A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Takai; 正一高居
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2006-02-02
Also published as: US20070189418A1; TW200606832A; CN1965366A; WO2006006428A1

Abstract

【課題】光ディスク装置の信号再生処理においてエラーレートを低減することが可能な復調器の提供。
【解決手段】この復調器１は、スライス信号入力端子ＩＮに入力されるスライス信号を読み取って符号語からデータ語を復調してデータ語出力端子ＯＵＴに出力するものであり、最小反転間隔に違反しない符号語が入力されると、それに対応するデータ語を出力するメイン復調テーブル１４と、最小反転間隔に違反する符号語が入力されると、それに対応する正しいと想定されるデータ語を出力する違反用復調テーブル１５と、を備えてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、信号再生処理における復調器及びそれを備える光ディスク装置に関する。

コンパクトディスク（ＣＤ）、ディジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）等の光ディスク装置は、図５に示すような信号再生処理の基本構成を有する。すなわち、光ディスク装置５１は、光ディスク５９上に形成されたマークによる光信号をフォトディテクタ６０により検出し、その検出信号をＲＦアンプ６１により増幅してＲＦ信号を出力し、そのＲＦ信号をイコライザ６２により高域周波数成分を補正して補正ＲＦ信号を出力し、その補正ＲＦ信号をスライサ６３により２値化（スライス）してスライス信号を出力し、そのスライス信号を復調器６５により読み取って符号語からデータ語を復調（再生）する。また、スライス信号は、再生用クロック生成器６４に入力されて再生用クロックを生成する。復調器６５が出力するデータ語は、誤り訂正器６６により誤り訂正符号（ＥＣＣ）を用いた誤り訂正が行われる。

図６は信号再生処理における各部の信号波形を示したものであり、（Ａ）はＲＦ信号、（Ｂ）はスライス信号、（Ｃ）は再生用クロックの信号波形である。光ディスク上のマークの長さ及びマーク間の間隔は連続する“１”の数又は“０”の数に対応する。ＲＦ信号は、前後の信号が互いに影響（符号間干渉）することで、マークの長さ又はマーク間の間隔が長いと振幅は大きいが、マークの長さ又はマーク間の間隔が短いと振幅は小さい。スライス信号は、ほぼこのＲＦ信号の平均電圧を中心とした２値化により得られる。また、再生用クロックは、スライス信号により位相及び周波数がＰＬＬ制御されることにより得られる。

このように、ＲＦ信号は、マークの長さ又はマーク間の間隔が短いと振幅は小さい。従って、ノイズ又は時間軸の揺れ（ジッタ）の影響を受け易く、その部分を含む符号語を復調器６５により復調したときにデータ語がエラーになる場合が多くなる。エラーのデータ語は誤り訂正器６６によりエラーの訂正が行われて誤り率（エラーレート）が低減されるが、実際には入力されるデータ語のエラーレートが高ければ、訂正後のエラーレートも高い。

なお、符号間干渉によるエラーを軽減するためには、例えば特許文献１又は２に記載されたものが提案されている。すなわち、特許文献１に記載されたものはイコライザを利用することにより、特許文献２に記載されたものは符号語の制約規則を工夫することにより、それぞれれぞとにより、エラーレートの低減を図っている。

特開平６−２９０４６３号公報特開平１１−９６６９１号公報

しかし、今日では、光ディスク装置の性能の更なる向上のため、信号再生処理においてもその性能向上、すなわちエラーレートの低減が益々求められている。

本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、光ディスク装置の信号再生処理においてエラーレートを更に低減することが可能な復調器、及びそれを備えることにより性能を向上させることができる光ディスク装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る復調器は、入力されるスライス信号を読み取って符号語からデータ語に復調する復調器において、最小反転間隔に違反しない符号語が入力されると、それに対応するデータ語を出力するメイン復調テーブルと、最小反転間隔に違反する符号語が入力されると、それに対応する正しいと想定されるデータ語を出力する違反用復調テーブルと、を備えてなることを特徴とする。

請求項２に係る光ディスク装置は、請求項１に記載の復調器を備え、この復調器の後段に復調したデータ語が入力される誤り訂正器を更に備えることを特徴とする。

本発明係る復調器は、メイン復調テーブルに加えて最小反転間隔に違反する符号語に用いる違反用復調テーブルを備えることでエラーを一定範囲内で修復できるので、エラーレートをより効果的に低減させることができる。また、本発明の光ディスク装置は、この復調器を備えることにより信号再生処理における性能を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態である復調器について説明する。この復調器１は、上記図５に示した光ディスク装置５１の信号再生処理における復調器６５として用いられ、スライサ６３から入力されるスライス信号を読み取って符号語からデータ語に復調（再生）するものであり、このデータ語を誤り訂正器６６に出力する。また、再生用クロック生成器６４から再生用クロックが入力される。

図１は復調器１の構成を示すブロック図である。復調器１は、２個の入力端子、すなわち、スライス信号が入力されるスライス信号入力端子ＩＮ、再生用クロックが入力される再生用クロック入力端子ＣＬＫと、１個の出力端子、すなわち、復調したデータ語を出力するデータ語出力端子ＯＵＴと、を有する。再生用クロックは、図示しないが、復調器１を構成する各ブロックに入力されてそれらの動作の基準クロックとなる。スライス信号入力端子ＩＮにはＮＲＺＩ変換回路１１が接続され、このＮＲＺＩ変換回路１１は、スライス信号を読み取ってその“１”及び“０”からなるデータをＮＲＺＩ（Non Return to Zero Inverted）変換する。ＮＲＺＩ変換回路１１の後段には同期検出回路１２が接続され、この同期検出回路１２は区切りを検出してデータを符号語とマージンビットとで構成される１語ずつに分割する。同期検出回路１２の後段にはマージンビット除去回路１３が接続され、このマージンビット除去回路１３は、マージンビットを除去して符号語を残す。なお、マージンビットは、光ディスクに記憶されるデータの制約規定を満たすように符号語に付加されたものである。

マージンビット除去回路１３の後段にはメイン復調テーブル１４と違反用復調テーブル１５が接続され、それぞれ入力した符号語に対応するデータ語をデータ語出力端子ＯＵＴに出力する。メイン復調テーブル１４は、最小反転間隔に違反しない符号語が入力されると、それに対応するデータ語を出力する。一方、違反用復調テーブル１５は、最小反転間隔に違反する符号語が入力されると、それに対応する正しいと想定されるデータ語を出力する。ここで、最小反転間隔は、光ディスク上のマークの最短の長さあるいはマーク間の最短の間隔、すなわち光ディスク上に記録された連続する“１”の数あるいは連続する“０”の数をいう。

次に、具体的に復調器１がＣＤ装置に用いられた場合を説明する。ＣＤ装置で使用される変調方式はＥＦＭ（Eight to Fourteen Modulation）方式である。この場合、符号語は１４ビット、マージンビットは３ビットであるので、同期検出回路１２はデータを１７ビットの１語ずつに分割する。マージンビット除去回路１３は、３ビットのマージンビットを除去して１４ビットの符号語を残す。メイン復調テーブル１４と違反用復調テーブル１５は、それぞれ１４ビットの符号語を入力して８ビットであるデータ語を出力する。

図２に示すのはメイン復調テーブル１４の構成である。例えば、符号語として０１００１０００１０００００が入力されると、００００００００がデータ語として出力される。また、符号語として００１００１００１０００００が入力されると、００１０００１１がデータ語として出力される。ＥＦＭ方式の場合は、符号語とデータ語が１対１に対応し、データ語が８ビットであるので、２５６通りの符号語とデータ語の対応となっている。

図３に示すのは違反用復調テーブル１５の構成である。例えば、符号語として０１０１００００１０００００が入力されると、符号語の０１００１０００１０００００にエラーが生じたものと想定し、００００００００が正しいと想定されるデータ語として出力される。また、符号語として００１０１０００１０００００が入力されると、符号語の００１００１００１０００００にエラーが生じたものと想定し、００１０００１１が正しいと想定されるデータ語として出力される。符号語とデータ語の対応の数はエラーにより発生が想定される符号語の数に依存し、一実施例として２８２通りである。なお、メイン復調テーブル１４においては、符号語としての０１０１００００１０００００及び００１０１０００１０００００が入力されてもそれらに対応するデータ語は存在しないので、何のデータ語も出力しない。

また、ＥＦＭ方式における最小反転間隔は、１ビット（１個の“１”又は“０”）に対応する光ディスク上の長さをＴとすると、３Ｔとする制約規定となっている。すなわち、光ディスク上に記録された連続する“１”の数あるいは連続する“０”の数は３である。これをＮＲＺＩ変換後の符号語について言い換えると、符号語を構成する“１”と“１”の間には少なくとも“０”が２個存在する制約規定となっている。

次に、ＥＦＭ方式の具体例を用いて復調器１を中心に信号再生処理の動作を説明する。光ディスク上に記録されたＮＲＺＩ変換される前の符号語０１１１００００１１１１１１を読み出すとき、長さが本来３Ｔであるデータ１１１のマークにエラーが生じて２Ｔとなり、符号語が０１１０００００１１１１１１に変化する可能性がある。正常な符号語０１１１００００１１１１１１は、ＮＲＺＩ変換される（データ反転が有ると１、データ反転がないと０が割り当てられる）と、符号語０１００１０００１０００００に変換され、メイン復調テーブル１４においてデータ語００００００００に復調される。一方、エラーの符号語０１１０００００１１１１１１は、ＮＲＺＩ変換されると、符号語０１０１００００１０００００に変換され、違反用復調テーブル１５において正しいと想定されるデータ語００００００００に復調される。

光ディスク上に記録されたＮＲＺＩ変換される前の符号語００１１１０００１１１１１１を読み出すとき、長さが本来３Ｔであるデータ１１１のマークにエラーが生じて２Ｔとなり、符号語が００１１００００１１１１１１に変化する可能性がある。正常な符号語００１１１０００１１１１１１は、ＮＲＺＩ変換されると、符号語００１００１００１０００００に変換され、メイン復調テーブル１４においてデータ語００１０００１１に復調される。一方、エラーの符号語００１１００００１１１１１１は、ＮＲＺＩ変換されると、符号語００１０１０００１０００００に変換され、違反用復調テーブル１５において正しいと想定されるデータ語００１０００１１に復調される。

このようにして、符号語にエラーが生じても修復して正しいデータ語に復調することができる。この修復が可能なのは、最小反転間隔は制約規定により決まっているため、それよりも短ければ必ずエラーが生じていると判断できるからである。

次に、エラーの符号語から想定される正常な符号語が２以上存在する場合を説明する。例えば、光ディスク上に記録されたＮＲＺＩ変換される前の符号語０１１１００００１１１１１１を読み出すとき、符号語が００１１００００１１１１１１に変化する可能性がある。この符号語００１１００００１１１１１１は、上述したように、光ディスク上に記録された符号語００１１１０００１１１１１１を読み出すときのエラーの符号語と同じである。エラーの符号語００１１００００１１１１１１は、ＮＲＺＩ変換された後、図３に示した違反用復調テーブル１５が用いられ、データ語００１０００１１に復調される。これは、実験データ等で符号語が００１１００００１１１１１１に変化する確率が高いと判断した方を優先したためである。従って、場合によっては、符号語００１１００００１１１１１１は、ＮＲＺＩ変換された後、違反用復調テーブル１５に換えて図４に示すような違反用復調テーブル１５を用いてデータ語００００００００に復調させることも可能である。

このように違反用復調テーブル１５により、光ディスク上の最小反転間隔（ＥＦＭ方式の３Ｔ）におけるエラーを一定範囲内で修復できる。光ディスク上の最小反転間隔においては、ＲＦ信号の振幅は小さく（例えば１５０ｍＶ）、ノイズ又はジッタのためにエラーになり易い。また最小反転間隔の出現確率は高い。従って、この修復はエラーレートを効果的に、例えば本願発明者の実験によると１０％以上低減させることができる。そして、この復調器１を備えることにより、光ディスク装置は信号再生処理における性能を向上させることができる。

なお、本願発明は、上述した実施形態に限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。例えば、実施形態ではＣＤ装置で使用されるＥＦＭの場合を特に説明したが、ＤＶＤ装置で使用される８／１６変調の場合に適用することも可能である。また、本実施形態の復調器を構成するＮＲＺＩ変換回路、同期検出回路、マージンビット除去回路は光ディスク装置が採用する変調方式によっては、他の回路に置き換えられ、又は省略される場合も有り得る。

本発明の実施形態に係る復調器の回路図。同上のメイン復調テーブルの構成図。同上の違反用復調テーブルの構成図。同上の違反用復調テーブルの別の構成図。光ディスク装置のブロック図。同上の各部波形図。

符号の説明

１復調器
１４メイン復調テーブル
１５違反用復調テーブル
ＩＮスライス信号入力端子
ＣＬＫ再生用クロック入力端子
ＯＵＴデータ語出力端子
５１光ディスク装置

Claims

入力されるスライス信号を読み取って符号語からデータ語に復調する復調器において、
最小反転間隔に違反しない符号語が入力されると、それに対応するデータ語を出力するメイン復調テーブルと、
最小反転間隔に違反する符号語が入力されると、それに対応する正しいと想定されるデータ語を出力する違反用復調テーブルと、
を備えてなることを特徴とする復調器。
請求項１に記載の復調器を備え、この復調器の後段に復調したデータ語が入力される誤り訂正器を更に備えることを特徴とする光ディスク装置。