JP2006351106A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
アナログディジタル変換による量子化ノイズが入力信号のノイズ成分よりも大きくなる場合があり十分な性能が得られなくなる場合がある。
【解決手段】
光ディスクに記録された信号を読み出す光ヘッドと、光ヘッドで読み出された信号の所定帯域を増幅する等化特性を有するアナログ等化回路と、アナログ等化回路により等化された信号をディジタル信号に変換する変換器と、変換器によりディジタル化された信号の周波数特性を調整するディジタル等化回路と、変換器によりディジタル化された信号のうち最短長の信号のレベルを検出する検出器と、ディジタル等化回路により等化された信号を最尤復号法により復号する復号回路と、を備え、アナログ等化回路は、光ディスクに記録された信号のうち最短長の信号に相当する周波数を増幅する等化特性を有する光ディスク装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ディスクに記録されたデータを再生する光ディスク装置に関する。

近年、光ディスクの大容量化による高記録密度、高速再生が課題となっており、これに対応する方式として、再生信号をアナログディジタル変換器によりディジタル信号に標本化しＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）方式などのディジタル信号処理などを用いて所定の等化特性に等化することにより、より高精度に記録データを復元する技術が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。

特開2000−123487号公報 特開平9-330564号公報

しかしながら、特許文献１においては、アナログディジタル変換器においては量子化に伴う量子化誤差が存在し、例えばアナログディジタル変換器のbit数が少ない場合、あるいは入力された再生信号の振幅が小さい場合には、アナログディジタル変換による量子化ノイズが入力信号のノイズ成分よりも大きくなる場合があり十分な性能が得られなくなるおそれがある。これは、ディジタル等化回路においては特に最短長信号のレスポンスを所定の等化特性へと等化することにより顕著になる。すなわちこの場合ディジタル等化回路の信号スペクトルの高域を強調することになり、特に、量子化ノイズによるノイズスペクトルは帯域によらず一定であるのに対し、アナログディジタル変換される再生信号のスペクトルは高域になるにしたがって小さくなるという特性を考えれば、相対的に量子化ノイズが再生信号のノイズスペクトルよりも大きくなりやすく、この場合等化後の高域ノイズは量子化ノイズにより支配され、信号レベルとノイズレベルの比であるＳ／Ｎ比が劣化してしまうおそれがある。

また、特許文献２においては、特許文献１同様、等化特性への影響が大きい最短長信号の等化特性を制御してＳ／Ｎ比を改善させることは記載されていない。また、光ディスクの再生信号に含まれる複数の長さの信号（例えば３Ｔと４Ｔ）のレベル変動を求めて等化特性を決定する必要があるため、制御がより煩雑になり特に高速再生時に不利になる。

そこで、本発明は、上記課題を解決し、Ｓ／Ｎ比を改善して信頼性の高い光ディスク装置を提供することを目的とする。

上記課題は、特許請求の範囲に記載の発明により解決される。

本発明によれば、Ｓ／Ｎ比を改善して信頼性の高い光ディスク装置を提供することが可能になる。

低域遮断フィルタの代わりに再生信号の所定帯域を強調するとともに不要帯域を減衰させる等化特性を有するアナログ等化手段を、アナログ等化手段により等化されたアナログ等化信号をアナログディジタル変換するアナログディジタル変換器の前に配置し、アナログディジタル変換手段に入力されるアナログ等化信号中の最短長信号の平均振幅が所定の値以上になるようにアナログ等化手段の等化特性を設定することにより実現する。

図１は本発明の実施例の光ディスク装置のブロック図である。以下、図１を用いて再生動作の一例を説明する。

光ディスク１に記録されている信号が光ヘッド２により読み取られ再生信号としてアナログ等化回路３に供給され、所定帯域が強調されるとともに不要帯域信号の減衰が行われる。次にアナログ等化回路３により等化されたアナログ等化信号はアナログディジタル変換器４により再生信号に同期したクロックで量子化されディジタル再生信号が生成される。上記ディジタル再生信号はディジタル等化回路５により所望の特性に等化されＰＲＭＬ復号回路６にて高精度に復号される。ここで、アナログ等化回路３における等化特性は外部から設定できるようになっており、例えば最短長信号の平均振幅が所定の値以上になるように等化特性が決定される。このときの最短長信号が再生された場合の信号スペクトルの例を図２に示す。図２において（ａ）は光ヘッド１より出力される再生信号の周波数スペクトルである。光ヘッド１より出力される再生信号は光ヘッドの光学系により決定される周波数特性により周波数が高いほど再生レベルは小さくなる高域減衰特性を有しており、最短長信号のレベルは小さいものとなる。また、ノイズスペクトルは光ディスク１に起因するディスクノイズと光ヘッド１に用いられるアンプノイズの和となり、同図（ａ）に示したように信号が再生できる帯域では信号同様高域減衰特性を示すディスクノイズが支配し、それ以上の帯域ではアンプノイズが支配するようなスペクトルとなる。アナログ等化回路３により等化された信号スペクトルは同図（ｂ）のようになる。アナログ等化回路では最短長信号に相当する周波数付近を強調するとともに、Ｓ／Ｎ比改善のために不要な高域のノイズを減衰させる。同図（ｃ）はアナログディジタル変換器４により量子化されたディジタル再生信号のスペクトルである。ここで破線が量子化に伴う量子化ノイズである。本実施例では量子化前に最短長信号に相当する周波数付近を強調しているため、この帯域では信号が本来持っているノイズレベルよりも低くすることができる。但し、量子化ノイズは平坦な周波数特性を持っているため不要帯域においては量子化ノイズがノイズレベルを支配するようになる。同図（ｄ）はディジタル等化回路５により等化された信号のスペクトルである。ディジタル等化回路５では等化特性に等化されるが、ここで高域の量子化ノイズが支配する帯域は信号成分がない不要帯域となるため減衰させられることになる。同図（ｄ）にてわかるように本実施例の構成によれば量子化前に最短長信号に相当する周波数付近を強調しているため、ディジタル等化回路５出力において量子化ノイズによる影響を十分に低減することができる。これによりPRML復号回路６における復号をより高精度に行うことができ、信頼性のあるデータを得ることができる。ここで、アナログ等化回路３における高域強調量は再生信号の最短長信号信号レベルの平均値とアナログディジタル変換器４の量子化レベルにより例えば最短長信号信号レベルの平均値が量子化レベルの40倍などのように適宜設定し、これにより安定して量子化ノイズの影響を受けないようにすることができる。

図３に本発明の第２の実施例を示す。

図３において図１と同じ機能を有する回路については同じ番号を付してある。なお、アナログ等化回路３に関しても図１の実施例同様に最短長信号に相当する周波数付近を強調する特性が設定される。以下、図３の実施例における特徴動作について説明する。図３においてディジタル等化回路７はＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ８と特性検出回路９で構成されている。特性検出回路９は例えば図示しているようにＦＩＲフィルタ８の出力とＰＲＭＬ復号回路６の出力により、例えばＰＲＭＬ復号回路６の出力より教師信号を作成して、これとＦＩＲフィルタ８の出力との誤差を検出し、例えばＬＭＳ（Least Mean Square）方式など用いてＦＩＲフィルタ８出力における特性誤差をＦＩＲフィルタ８のタップ係数の誤差として検出する。特性検出回路９はこの特性誤差に基づいてアナログ等化回路３およびＦＩＲフィルタ８の特性を変化させる。以下、特性変化の方法について述べる。

まず第１の変化方法は、ＦＩＲフィルタ８のタップ係数に反映させることである。すなわち特性検出回路９は得られた特性誤差に基づいてＦＩＲフィルタ８のタップ係数を変化させ所望の特性のディジタル等化信号を得られるようにする。この方法においては、量子化前に最短長信号に相当する周波数付近を強調しているため、ディジタル等化回路５出力において量子化ノイズによる影響を十分に低減することができ、かつ所望の特性ディジタル等化信号を得ることができるためより高精度にＰＲＭＬ復号回路６で復号が可能になり、より信頼性の高い装置を提供することができる。

次に特性変化の第２の方法について図４を用いて説明する。図４に示すように、まずはＬＭＳ方式などにより特性誤差量を検出する（Ｓ４０１）。次に例えばタップ係数変更量などの特性誤差量から最短長信号周波数における変更量を抽出する（Ｓ４０２）。これは例えば擬似最短長信号における特性誤差係数でのレスポンスなどを計算することなどにより得ることができる。特性検出回路９は抽出された最短長信号周波数における変更量に基づいてアナログ等化回路３の高域強調量を制御する（Ｓ４０４）。また、特性誤差量からアナログ等化回路３で制御した特性変化量との差分である残留誤差量を計算する（Ｓ４０３）。次にこの残留誤差量に基づいてＦＩＲフィルタ８のタップ係数を変化させる（Ｓ４０５）。この方式によれば、第１の方式同様に所望のディジタル等化信号を得ることができるとともに、アナログ等化回路３の高域強調量を優先的に制御するためアナログディジタル変換器４に入力される信号の最短長信号レベルを常に一定以上に保つことができ、よりアナログディジタル変換器４における量子化ノイズの影響の少ない良好な信号を得ることができる。したがってＰＲＭＬ復号回路６でのより高精度な復号が可能になり、より信頼性の高い装置を提供することができる。

以上のように、アナログ等化回路３は、光ディスクに記録された信号のうち最短長の信号に相当する周波数を増幅する等化特性を有する。より具体的には、特性検出回路９により検出された最短長の信号のレベルが予め定められた所定の値以下であるときは、光ディスクに記録された信号のうち最短長の信号に相当する周波数の増幅率を高めるようにする。また、特性検出回路９は、最短長の信号の周波数及び位相を検出し、ディジタル等化回路５は、特性検出回路９により検出された周波数及び位相のずれに応じて等化特性を変化させる。

以上の実施例では特性検出回路９はＬＭＳ方式などを用いて等化誤差を検出するようにしていたが本発明はこれに限るものではなく、例えばＬＭＳ方式などによる等化誤差とともに単純に最短長信号レベル誤差検出を行うようにしてもよい。このときの制御方法を図５に示す。特性検出回路９では等化誤差とともに最短長信号レベルの検出を行う（Ｓ５０１）。ここで、最短長信号レベル誤差の検出は例えば遅延あわせを行いＰＲＭＬ復号回路６で最短長信号を検出したときのＦＩＲフィルタ８の出力信号レベルを検出し所望の値と比較することにより得られる。次に特性検出回路９は最短長信号レベル誤差に基づいてアナログ等化回路３の等化特性を変化させる（Ｓ５０２）とともに、等化誤差をＦＩＲフィルタ８のタップ係数に反映させ特性を変化させる（Ｓ５０３）。このときアナログ等化回路３での変化量に対しＦＩＲフィルタ８の変化量を例えば減衰係数をかけるなどして少なくすることによりアナログ等化回路３での制御を優先させることができ安定して制御を行うことができる。この方式においても、アナログディジタル変換器４に入力される信号の最短長信号レベルを常に一定以上に保つことができるためアナログディジタル変換器４における量子化ノイズの影響が少なく、かつＦＩＲフィルタ８により所望の特性の信号を得ることができる。したがってＰＲＭＬ復号回路６でのより高精度な復号が可能になり、より信頼性の高い装置を提供することができる。

以上述べたように 上記の実施例によれば、アナログディジタル変換器に入力される前に再生信号の高域を強調するため特に再生振幅の小さい特に最短長信号レベルにたいしてもアナログディジタル変換による量子化ノイズの影響を低減することができ、ディジタル等化を行った信号においても十分なＳ／Ｎ比を確保することができる。これによりＰＲＭＬ復号回路でより高精度に復号でき、より信頼性の高い装置を提供することができる。

本発明の第１の実施例を示すブロック図。 各部での最短長信号のスペクトルを示す図。 本発明の第２の実施例を示すブロック図。 本発明の第２の実施例での動作フローを示す。 本発明の第２の実施例での他の動作フローを示す。

符号の説明

１…光ディスク、２…光ヘッド、３…アナログ等化回路、４…アナログディジタル変換器、５…ディジタル等化回路、６…ＰＲＭＬ復号回路、７…ディジタル等化回路、８…ＦＩＲフィルタ、９…特性検出回路

Claims (8)

1. 光ディスクに記録された信号を再生する光ディスク装置において、
   光ディスクに記録された信号を読み出す光ヘッドと、
   前記光ヘッドで読み出された信号の所定帯域を増幅する等化特性を有するアナログ等化回路と、
   前記アナログ等化回路により等化された信号をディジタル信号に変換する変換器と、
   前記変換器によりディジタル化された信号の周波数特性を調整するディジタル等化回路と、
   前記変換器によりディジタル化された信号のうち最短長の信号のレベルを検出する検出器と、
   前記ディジタル等化回路により等化された信号を最尤復号法により復号する復号回路と、を備え、
   前記アナログ等化回路は、前記光ディスクに記録された信号のうち最短長の信号に相当する周波数を増幅する等化特性を有することを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１記載の光ディスク装置において、
   前記アナログ等化回路は、前記検出器により検出された最短長の信号のレベルが予め定められた所定の値以下であるときは、前記光ディスクに記録された信号のうち最短長の信号に相当する周波数の増幅率を高めることを特徴とする光ディスク装置。
3. 請求項１記載の光ディスク装置において、
   前記検出器は、前記最短長の信号の周波数及び位相を検出し、
   前記ディジタル等化回路は、前記検出器により検出された周波数及び位相のずれに応じて等化特性を変化させることを特徴とする光ディスク装置。
4. 光ディスクに記録された信号を再生した再生信号をアナログディジタル変換して復号する光ディスク装置であって、
   再生信号の所定帯域を強調するとともに不要帯域を減衰させる等化特性を有するアナログ等化回路と、
   アナログ等化回路により等化されたアナログ等化信号をアナログディジタル変換するアナログディジタル変換器と、
   アナログディジタル変換器によりディジタル化された再生信号の周波数特性を調整するディジタル等化回路と、
   ディジタル等化回路により等化されたディジタル等化信号をＰＲＭＬ方式を用いて復号するＰＲＭＬ復号回路とを備え、
   前記アナログディジタル変換回路に入力されるアナログ等化信号中の最短長信号の平均振幅が所定の値以上になるようにアナログ等化回路の等化特性が設定されていることを特徴とする光ディスク装置
5. 請求項４に記載の光ディスク装置であって、
   前記ディジタル等化回路はディジタル化された再生信号の信号特性を検出する信号特性検出器を有し、検出された信号特性に応じてアナログ等化回路の等化特性を制御するように構成されたことを特徴とする光ディスク装置
6. 請求項５に記載の光ディスク装置であって、
   前記信号特性検出器は、検出された信号特性に応じて前記ディジタル等化回路の等化特性をも制御するように構成したことを特徴とする光ディスク装置
7. 請求項６に記載の光ディスク装置であって、
   前記信号検出器は前記ディジタル等化回路よりも前記アナログ等化回路の特性を変化させることを優先するよう動作することを特徴とする光ディスク装置
8. 請求項６に記載の光ディスク装置であって、
   前記信号検出は時系列的に前記アナログ等化回路と前記ディジタル等化回路を制御するように動作することを特徴とした光ディスク装置。
   

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