JP2007265618A - Reproduced signal equalizing method for optical information media and optical information reproducing/recording apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、光学的情報記録媒体にレーザ光を照射して得られた再生信号を等化する方法及び再生信号を等化する機能を有する光学情報の再生装置に関するものである。特に、等化の目標波形がパーシャルレスポンス波形である再生信号に係る光学情報媒体の再生信号等化方法及び光学情報記録再生装置、並びにこの等化方法により得られた等化した再生信号を用いて再生信号の品質を評価し、この評価結果に基づいて記録条件の調整を行う評価方法及び調整方法に関するものである。 The present invention relates to a method of equalizing a reproduction signal obtained by irradiating an optical information recording medium with laser light, and an optical information reproducing apparatus having a function of equalizing the reproduction signal. In particular, using a reproduction signal equalization method and optical information recording / reproducing apparatus for an optical information medium related to a reproduction signal whose target waveform of equalization is a partial response waveform, and an equalized reproduction signal obtained by this equalization method The present invention relates to an evaluation method and an adjustment method for evaluating the quality of a reproduction signal and adjusting a recording condition based on the evaluation result.
通常、高密度に記録された情報の再生では、記録媒体上のある位置に記録されたデータ信号がその前後に記録されるデータ信号により影響を受ける。従って、読み出し信号としては、記録で意図した波形から変化してしまうという符号間干渉が起こり、復号に際して誤りを生じやすくなるという問題がある。 Normally, in reproducing information recorded at high density, a data signal recorded at a certain position on a recording medium is affected by data signals recorded before and after the data signal. Therefore, there is a problem that the read signal is subject to intersymbol interference that changes from the waveform intended for recording, and errors are likely to occur during decoding.
このため、DVD(Digital Versatile Disk)をはじめとする従来の光ディスク装置では、符号間干渉をできるだけ低減するような等化が用いられていた。しかし、この手法では密度が非常に高くなった場合、等化によりノイズ成分が強調されるようになってしまうため、検出性能の向上にも一定の限界があった。 For this reason, in an optical disc apparatus such as a DVD (Digital Versatile Disk), equalization that reduces intersymbol interference as much as possible has been used. However, in this method, when the density becomes very high, noise components are emphasized by equalization, so there is a certain limit to the improvement in detection performance.
従来の等化手法よりさらに密度を高められる再生手法として、PRML(Partial Response Maximum Likelihood)と呼ばれるデータ検出方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。PRMLでは、再生信号を、符号間干渉を有する所定のパーシャルレスポンス(以後、PRと略称する場合がある)波形に等化し、符号間干渉の影響をビタビ復号と呼ばれるアルゴリズムにより考慮してデータの識別を行っている。パーシャルレスポンスで規定されるいくつかの符号間干渉は符号間干渉を有する波形を許容する波形に等化するので、等化によるノイズの上昇が抑制される。また、符号間干渉の影響はビタビ復号により考慮されるので、高い記録密度を実現することが可能である。 A data detection method called PRML (Partial Response Maximum Likelihood) is known as a reproduction method that can further increase the density compared with the conventional equalization method (see, for example, Patent Document 1). In PRML, a reproduced signal is equalized to a predetermined partial response waveform (hereinafter sometimes abbreviated as PR) having intersymbol interference, and data identification is performed by taking into account the influence of intersymbol interference by an algorithm called Viterbi decoding. It is carried out. Since some intersymbol interference defined by the partial response is equalized to a waveform that allows a waveform having intersymbol interference, an increase in noise due to equalization is suppressed. Further, since the influence of intersymbol interference is taken into account by Viterbi decoding, it is possible to realize a high recording density.
パーシャルレスポンス波形においては、ゼロ(0)でない値を取るビットレート単位の時刻の長さ(図3におけるクロック単位の時間T)を一般に拘束長と呼ぶ。図3には、波形の一例として拘束長4のパーシャルレスポンス波形が表されている。拘束長が長いということは、符号間干渉が大きい再生波形を想定していることになる。また、記録密度が高い場合には、実際に再生される信号の符号間干渉が大きいので、拘束長の長いパーシャルレスポンス波形を選択する。この結果、パーシャルレスポンス波形の線型な重ね合わせ(畳み込み演算)により実際の再生信号に近い再生信号を表現することができる。実際の再生波形とパーシャルレスポンス波形の畳み込み演算で表現される波形との差が小さい場合には、等化によるノイズ増幅を抑制することが可能となる。 In the partial response waveform, the time length in units of bit rate that takes a value other than zero (0) (time T in units of clocks in FIG. 3) is generally called a constraint length. FIG. 3 shows a partial response waveform having a constraint length of 4 as an example of the waveform. When the constraint length is long, a reproduced waveform with large intersymbol interference is assumed. Further, when the recording density is high, the intersymbol interference of a signal that is actually reproduced is large, so a partial response waveform having a long constraint length is selected. As a result, a reproduction signal close to the actual reproduction signal can be expressed by linear superposition (convolution operation) of partial response waveforms. When the difference between the actual reproduced waveform and the waveform expressed by the convolution calculation of the partial response waveform is small, it is possible to suppress noise amplification due to equalization.
しかしながら、従来の再生信号等化方法は、目標とする波形に十分に近づけるような等化が出来なくなってしまうことがある。すなわち、所定のパーシャルレスポンス波形に等化ができない場合、復号時のビタビ検出器で高い誤り率が発生する。従って、情報を2値判別することが困難になり、かつエラーレートの劣化を招くというような問題点がある。 However, the conventional reproduction signal equalization method may not be able to equalize sufficiently close to the target waveform. That is, when equalization to a predetermined partial response waveform cannot be performed, a high error rate occurs in the Viterbi detector at the time of decoding. Therefore, there is a problem that it is difficult to discriminate binary information, and the error rate is deteriorated.
その理由は、再生信号をパーシャルレスポンスに等化するには、通常5個から20個程度までのタップからなるFIR(Finite Impulse Response)フィルタが用いられている。そして、フィルタの各タップ係数の大きさを変化させることで、等化後の信号も変化することになる。ここで、ある決められた固定のタップ係数を用いて等化を行うこともできる。しかしながら、記録密度が同じであっても、再生を行う光ヘッドのビーム径、光学情報媒体の傾き、等が変化した場合に、再生信号自体が変化してしまうからである。 The reason is that an FIR (Finite Impulse Response) filter usually composed of about 5 to 20 taps is used to equalize the reproduction signal to a partial response. And the signal after equalization will also change by changing the magnitude | size of each tap coefficient of a filter. Here, equalization can be performed using a predetermined fixed tap coefficient. However, even if the recording density is the same, the reproduction signal itself changes when the beam diameter of the optical head for reproduction, the tilt of the optical information medium, and the like change.
また、再生信号の変化に応じてタップ係数を変化させる手法の1つとして、適応等化と呼ばれる技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。この適応等化では、事前に定めた適当なタップ係数を初期値としている。そして、この初期値に基づいて等化後の波形と目標の波形との差が最も速やかに減少する方向にタップ係数を少しずつ変化させながら収束計算を行って、タップ係数を求める手法である。しかしながら、この手法は、情報に記録されたデータを知らなくても等化ができるという利点がある反面、ノイズ等に弱く、収束計算が収束せず発散してしまうという問題があった。特に記録密度が高く、かつ再生信号の信号品質が低い場合には、この問題は顕著となる。 Also, a technique called adaptive equalization is known as one of methods for changing the tap coefficient in accordance with the change of the reproduction signal (see, for example, Patent Document 2). In this adaptive equalization, an appropriate tap coefficient determined in advance is set as an initial value. Based on this initial value, the tap coefficient is obtained by performing convergence calculation while gradually changing the tap coefficient in a direction in which the difference between the waveform after equalization and the target waveform decreases most rapidly. However, this method has the advantage that equalization can be performed without knowing the data recorded in the information, but it is vulnerable to noise and the like, and there is a problem that the convergence calculation does not converge and diverges. This problem is particularly noticeable when the recording density is high and the signal quality of the reproduced signal is low.
本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題点を解決することを目的として、高密度に記録された光学情報の再生信号をパーシャルレスポンス波形に等化する際に、チルトまたはビーム径など、再生条件が変化した場合であっても、また、ノイズ等の外乱の影響があっても、再生信号をパーシャルレスポンス波形に安定して等化できる等化手法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to solve the above-mentioned problems, when equalizing a reproduced signal of optical information recorded at a high density to a partial response waveform, the tilt or beam diameter It is to provide an equalization method capable of stably equalizing a reproduction signal to a partial response waveform even when the reproduction condition is changed or even when there is an influence of disturbance such as noise.
本発明は、光学情報媒体にレーザ光を照射して得られた再生信号を所定の特性を有する波形に近づくように等化する方法であって、上記課題を解決することを目的としている。 The present invention is a method of equalizing a reproduction signal obtained by irradiating an optical information medium with laser light so as to approach a waveform having a predetermined characteristic, and an object of the present invention is to solve the above problems.
本発明による再生信号等化方法は、所定の周期でサンプリングした再生信号を取得し、2値識別の対象となるデータ長に対するサンプル数より十分少なく、かつ、一定数以上からなる前記再生信号の一部を等化係数算出用波形のサンプルとし、該サンプルの等化後波形と該サンプルに対する目標波形との差分が最小となる等化係数を最小自乗法により一括して算出し、算出された等化係数により再生信号の等化を行っている。 The reproduction signal equalization method according to the present invention obtains a reproduction signal sampled at a predetermined cycle, and is one of the reproduction signals that is sufficiently smaller than the number of samples with respect to the data length to be subjected to binary identification and that is a certain number or more. The equalization coefficient calculation waveform sample is used as a sample, and the equalization coefficient that minimizes the difference between the equalized waveform of the sample and the target waveform with respect to the sample is calculated collectively by the least square method, The reproduction signal is equalized by the equalization coefficient.
また、等化係数の算出に用いられる前記波形のサンプル数は3000個以上であることが望ましい。また、所定の周期でサンプリングされた再生信号をビタビ復号器に入力し、ビタビ復号器により復調された2値識別データとパーシャルレスポンス波形とから再生信号の等化後波形として目標となる波形を定めることができる。特に、前記目標となるパーシャルレスポンス波形としてPR値(1,2,2,2,1)を用いることが望ましい。 The number of samples of the waveform used for calculating the equalization coefficient is preferably 3000 or more. Further, a reproduction signal sampled at a predetermined period is input to a Viterbi decoder, and a target waveform is determined as an equalized waveform of the reproduction signal from binary identification data demodulated by the Viterbi decoder and a partial response waveform. be able to. In particular, it is desirable to use a PR value (1, 2, 2, 2, 1) as the target partial response waveform.
また、本発明にかかる光学情報の再生装置は、上記の等化方法を用いて、再生信号を等化する機能を有するものである。 An optical information reproducing apparatus according to the present invention has a function of equalizing a reproduction signal using the above equalization method.
また、本発明は、再生信号の品質評価方法において、上記等化方法を用いて再生信号を等化し、等化した再生信号と2値識別データとから再生信号の品質を評価することができる。 Further, according to the present invention, in the reproduction signal quality evaluation method, the reproduction signal can be equalized using the above equalization method, and the reproduction signal quality can be evaluated from the equalized reproduction signal and binary identification data.
さらに、本発明は、光学情報記録媒体に記録を行う記録条件の調整方法において、上記の信号品質評価方法の評価結果に基づき、記録条件の調整を行うことができる。 Further, according to the present invention, in the recording condition adjusting method for recording on the optical information recording medium, the recording condition can be adjusted based on the evaluation result of the signal quality evaluation method.
本発明の再生信号等化方法は、所定の周期でサンプリングした再生信号を取得し、2値識別の対象となるデータ長に対するサンプル数より十分少なく、かつ、一定数以上からなる前記再生信号の一部を等化係数算出用波形サンプルとし、該波形サンプルの等化後波形と該波形サンプルに対する目標波形との差分が最小となる等化係数を最小自乗法により一括して算出し、算出された等化係数により再生信号の等化を行っている。このため、光ディスクに記録されている情報が予め分からない場合であっても、発散等の不安定要因を含まず、再生信号を所定のパーシャルレスポンス波形に精度良く等化することができる。更に、高記録密度再生時であっても低いエラーレートで情報を再生することが可能となるという効果がある。 The reproduction signal equalization method of the present invention obtains a reproduction signal sampled at a predetermined period, and is an example of the reproduction signal that is sufficiently smaller than the number of samples with respect to the data length to be subjected to binary identification and has a certain number or more. The waveform is used as an equalization coefficient calculation waveform sample, and the equalization coefficient that minimizes the difference between the waveform after equalization of the waveform sample and the target waveform with respect to the waveform sample is collectively calculated by the least square method and calculated. The reproduction signal is equalized by the equalization coefficient. For this reason, even if the information recorded on the optical disk is not known in advance, the reproduction signal can be accurately equalized to a predetermined partial response waveform without including instability factors such as divergence. Further, there is an effect that information can be reproduced at a low error rate even at the time of reproducing at a high recording density.
上述した再生信号をパーシャルレスポンス波形に安定して等化できる等化手法を提供することという目的を、所定の周期でサンプリングした再生信号を取得し、2値識別の対象となるデータ長に対するサンプル数より十分少なく、かつ、一定数以上からなる前記再生信号の一部を等化係数算出用波形サンプルとし、該波形サンプルの等化後波形と該波形サンプルに対する目標波形との差分が最小となる等化係数を最小自乗法により一括して算出し、算出された等化係数により再生信号の等化を行うことにより実現した。 In order to provide an equalization technique that can stably equalize the reproduction signal described above into a partial response waveform, the reproduction signal sampled at a predetermined period is acquired, and the number of samples with respect to the data length to be subjected to binary identification A part of the reproduction signal that is sufficiently smaller and more than a certain number is used as an equalization coefficient calculation waveform sample, and the difference between the equalized waveform of the waveform sample and the target waveform with respect to the waveform sample is minimized, etc. This is realized by calculating the equalization coefficients all at once by the method of least squares, and equalizing the reproduction signal using the calculated equalization coefficients.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明にかかる光学情報再生装置、特に等化器における機能構成の実施の一形態を示す説明図である。また、図2は本発明にかかる光学情報再生装置の構成の一形態を示す説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the functional configuration of an optical information reproducing apparatus according to the present invention, particularly an equalizer. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of the configuration of the optical information reproducing apparatus according to the present invention.
図2に示された光学情報の再生装置では、光学情報媒体、すなわち、光ディスク(図示されていない)に記録された信号は、光ヘッド装置(図示されていない)を通してアナログ信号として読み出される。このアナログ信号は、増幅器11で十分に大きな振幅を有するアナログ再生信号に増幅され、AD(アナログデジタル)変換器12でデジタル変換される。デジタル変換された再生信号は、PLL(位相同期ループ)回路により、ビットレート毎、すなわち、クロック時刻単位のデジタル再生信号ykとなって出力し、等化器13に入力される。再生信号ykは等化器13によって所定のPR波形へと等化され、ビタビ復号器14へ入力される。ビタビ復号器14はビタビアルゴリズムによりデータの2値化を行う。 In the optical information reproducing apparatus shown in FIG. 2, a signal recorded on an optical information medium, that is, an optical disk (not shown) is read out as an analog signal through an optical head device (not shown). This analog signal is amplified to an analog reproduction signal having a sufficiently large amplitude by the amplifier 11 and is digitally converted by an AD (analog-digital) converter 12. The digitally converted reproduction signal is output as a digital reproduction signal y k for each bit rate, that is, in units of clock time by a PLL (phase locked loop) circuit, and is input to the equalizer 13. The reproduced signal y k is equalized to a predetermined PR waveform by the equalizer 13 and input to the Viterbi decoder 14. The Viterbi decoder 14 binarizes data using a Viterbi algorithm.
ビットレート(クロック時間単位)のパーシャルレスポンス波形を「hi」(添え字のiは時刻に対応)とし、光ディスクに記録された2値データを「ak」とすると、等化すべき目標波形は「Σak−i*hi」で表されることとなる。この式において、添え字の「i」についての和はパーシャルレスポンスの拘束長に依存するが、例えば、拘束長5のパーシャルレスポンス波形であれば、「i」の和は「1から5まで」をとればよい。 If the partial response waveform of the bit rate (clock time unit) is “h i ” (subscript i corresponds to the time), and the binary data recorded on the optical disk is “a k ”, the target waveform to be equalized is It will be represented by “Σa k−i * h i ”. In this equation, the sum of the subscript “i” depends on the constraint length of the partial response, but for example, if the response waveform has a constraint length of 5, the sum of “i” should be “1 to 5”. Just do it.
本発明では、等化器のタップ係数を「wi」として、次式ε=Σ(Σyk−i*wi−Σak−i*hi)2が最小となる「wi」を最小自乗法で求める。すなわち、「ε」について「wi」に対する変分δεをとり、「δε=0」となる方程式を解くことで「wi」を求めることになる。本発明では、収束計算を行う必要がないので、発散等の問題が生じることはない。 In the present invention, the tap coefficient of the equalizer is “w i ”, and “w i ” that minimizes the following equation ε = Σ (Σy k−i * w i −Σa k−i * h i ) 2 is minimized. Obtained by the square method. In other words, take a variational δ ε for "w i" for the "ε", will be determined to "w i" by solving the equation becomes "δ ε = 0". In the present invention, since it is not necessary to perform convergence calculation, problems such as divergence do not occur.
上記「δε=0」となる方程式は次の線型方程式に帰着されることになる。求めるべきタップ係数により表現される行列Wと、実際に再生された信号の相関を要素として表現される行列Cと、再生信号と等化目標信号との相関を要素として表現される行列Dとにより、「W=C−1D」で表現される行列計算を行うことで等化係数Wi(Wの各要素がWiに対応する)を求めることができる。ここで、「C」及び「D」の各要素は次の式(1)および式(2)のように定義される。 The equation where “δ ε = 0” is reduced to the following linear equation. A matrix W expressed by tap coefficients to be obtained, a matrix C expressed by using the correlation of the actually reproduced signal as an element, and a matrix D expressed by using the correlation between the reproduced signal and the equalization target signal as an element , “Equalization coefficient W i (each element of W corresponds to W i ) can be obtained by performing a matrix calculation represented by“ W = C −1 D ”. Here, each element of “C” and “D” is defined as in the following formulas (1) and (2).
ここで、「N」はパーシャルレスポンスを行うためのFIRフィルタのタップ数、「M」はタップ係数を決定するために用いる再生信号サンプルの数である。 Here, “N” is the number of taps of the FIR filter for performing a partial response, and “M” is the number of reproduction signal samples used to determine the tap coefficient.
本発明では、適応等化の場合と違って、光ディスクに記録された情報を予め知る必要がある。しかしながら、ROM(読取専用メモリ)等のように事前に記録が行われた光ディスクに対して予め記録されたデータを知ることは困難である。本発明者らは、等化器を通さない波形をそのままビタビ復号器により2値化されたデータを用いても、所定のサンプル数があれば精度良く等化を行うことが可能であることを見いだした。 In the present invention, unlike the case of adaptive equalization, it is necessary to know information recorded on the optical disc in advance. However, it is difficult to know data recorded in advance on an optical disc that has been recorded in advance, such as a ROM (read only memory). The present inventors have found that even if a waveform that does not pass through an equalizer is used as it is and binarized by a Viterbi decoder, it is possible to perform equalization with high accuracy if there is a predetermined number of samples. I found it.
これら実施例について説明する前に、図1を参照して、AD変換器1から送出されるデジタル再生信号ykを受けて等化処理した後、ビタビ復号器3に信号出力する等化器2についてその構成を説明する。
Before describing these embodiments, referring to FIG. 1, an
等化器2は目標波形生成器4、等化係数算出器5、及びFIR(Finite Impulse Response)フィルタ6により構成されている。目標波形生成器4は、ビタビ復号器3から出力される暫定識別データbkの帰還を受け、等化対象のパーシャルレスポンス波形hiから目標波形を生成して等化係数算出器5へ送出する。等化係数算出器5は目標波形を受けると共にAD変換器1から再生信号ykを受けて等化係数を算出してFIRフィルタ6へ送出する。また、FIRフィルタ6は上述するように複数種のタップを変化させて等化を調整している。
The
次に、上記実施の形態における、実施例1から実施例5までについて図面を参照して具体的に詳細に説明する。 Next, Example 1 to Example 5 in the above embodiment will be specifically described in detail with reference to the drawings.
本発明の実施例1について図1を参照して説明する。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
実施例1は相変化光ディスクを用いて、記録再生評価を行った例である。 Example 1 is an example in which a recording / reproduction evaluation was performed using a phase change optical disk.
相変化光ディスクは、0.6mm厚のポリカーボネート基板上に作成されたものである。基板に形成された案内溝のピッチは0.68μmであった。波長405nm、対物レンズの開口数0.65の光ヘッドを用いて、線速5.6m/s、及びクロック周波数64.6MHzの条件で、(1−7)変調方式により変調されたデータakを記録して再生が行われた。記録密度は0.13μm/bitに相当する。本実施例1では、図1に示すように、クロック時刻毎の再生信号ykを等化せずにそのままビタビ復号器3に入力して得られた暫定の2値データbkを用いて、最小自乗法により等化が行われた。本実施例1では、目標のパーシャルレスポンス波形がPR値(1,2,2,2,1)とされた。
The phase change optical disk is produced on a 0.6 mm thick polycarbonate substrate. The pitch of the guide grooves formed on the substrate was 0.68 μm. Data a k modulated by the (1-7) modulation method under the conditions of a linear velocity of 5.6 m / s and a clock frequency of 64.6 MHz using an optical head having a wavelength of 405 nm and an objective lens numerical aperture of 0.65. Was recorded and played back. The recording density corresponds to 0.13 μm / bit. In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the temporary binary data b k obtained by directly inputting the reproduction signal y k at each clock time to the
最小自乗法に用いる再生信号ykのサンプル数を変化させながら、パーシャルレスポンス等化を行い、最終的にビタビ復号器3により復調された2値データの「ck」と「ak」とを対比させることでビット誤り率(エラーレート)が算出された。等化には9タップのFIRフィルタ6が用いられた。エラーレートの算出には106個のサンプルが用いられたが、例えば、106個のうちの初めの再生信号サンプル100個を用いて最小自乗法により等化係数を算出した場合、その等化係数で106個の再生信号サンプル全部が等化され、その信号はビタビ復号器3により入力され、2値データの一つ「ck」を求めた。
While changing the number of samples of the reproduction signal y k used for the least square method, partial response equalization is performed, and finally “c k ” and “a k ” of the binary data demodulated by the
図4には、サンプル数と最終的に得られたビット誤り率との関係が示されている。図示されるように、サンプル数が3000個以上あれば、低いエラーレートで情報を再生することが可能であることが分かる。また、サンプル数3000個以上ではエラーレートがほぼ一定となっているので、サンプル数として3000個あれば十分である。 FIG. 4 shows the relationship between the number of samples and the finally obtained bit error rate. As shown in the figure, if the number of samples is 3000 or more, it can be seen that information can be reproduced at a low error rate. Moreover, since the error rate is almost constant when the number of samples is 3000 or more, 3000 is sufficient as the number of samples.
さらに、等化係数算出のためのサンプル数を3000個より増やすとエラーレートの若干の改善が見られるが、10000個以上に増やしてもエラーレートは一定である。従って、サンプル数は多く取ったとしても10000個あれば十分である。 Further, when the number of samples for calculating the equalization coefficient is increased from 3000, the error rate is slightly improved, but the error rate is constant even when the number is increased to 10,000 or more. Therefore, even if a large number of samples are taken, it is sufficient if 10,000.
本発明の実施例2について図2を参照して説明する。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
実施例2はROMディスクを用いて、記録再生評価を行った例である。 Example 2 is an example in which a recording / reproduction evaluation was performed using a ROM disk.
ROMディスクは、0.6mm厚のポリカーボネート基板上に作成されたものである。基板には予め分かっているデータ列akを、ピットの半径方向のピッチ0.4μm、レーザ走査方向のピッチは0.2μmで形成した。(1−7)変調方式を用いてピットを形成したので、線密度は0.15μm/bitに相当する。波長405nm、対物レンズの開口数0.65の光ヘッドを用いて、線速6.6m/sで再生評価が行われた。本実施例でも、実施例1と同様に図3に示すように、クロック時刻毎の再生信号ykをビタビ復号器3に入力して得られた暫定の2値データbkを用いて最小自乗法により等化が行われた。等化には9タップのFIRフィルタ6が用いられ、目標のパーシャルレスポンス波形はPR値(1,2,2,2,1)とした。
The ROM disk is made on a 0.6 mm thick polycarbonate substrate. A known data string ak was formed on the substrate with a pitch of 0.4 μm in the radial direction of the pits and a pitch of 0.2 μm in the laser scanning direction. (1-7) Since the pits are formed using the modulation method, the linear density corresponds to 0.15 μm / bit. Reproduction evaluation was performed at a linear velocity of 6.6 m / s using an optical head having a wavelength of 405 nm and an objective lens numerical aperture of 0.65. Also in this embodiment, as shown in FIG. 3, as in the first embodiment, the minimum self- timer is obtained using temporary binary data b k obtained by inputting the reproduction signal y k at each clock time to the
最小自乗法に用いる再生信号ykのサンプル数を変化させながら、パーシャルレスポンス等化を行い、最終的にビタビ復号器3により復調された2値データの「ck」と「ak」とを対比させることでビット誤り率(エラーレート)が算出された。エラーレートの算出には106個のサンプルが用いられた。しかし、例えば、106個のうちの初めの再生信号サンプル100個を用いて最小自乗法により等化係数を算出した場合、その等化係数で106個の再生信号サンプル全部を等化し、その信号をビタビ復号器3により入力して2値データの一つ「ck」を求めた。
While changing the number of samples of the reproduction signal y k used for the least square method, partial response equalization is performed, and finally “c k ” and “a k ” of the binary data demodulated by the
図5は、サンプル数と最終的に得られたビット誤り率の関係を示している。本実施例2における記録密度は実施例1とは異なっているが、実施例1と同様に、サンプル数が3000個以上あれば、低いエラーレートで情報を再生することが可能であることが分かる。また、サンプル数3000個以上ではエラーレートがほぼ一定となっているので、サンプル数として3000個あれば十分である。 FIG. 5 shows the relationship between the number of samples and the finally obtained bit error rate. Although the recording density in the second embodiment is different from that in the first embodiment, as in the first embodiment, if the number of samples is 3000 or more, it can be seen that information can be reproduced at a low error rate. . Moreover, since the error rate is almost constant when the number of samples is 3000 or more, 3000 is sufficient as the number of samples.
上述した実施例1または実施例2では、サンプリングされた再生信号を等化せずにビタビ復号器3に入力して暫定の2値データbkを算出していたが、適当に設定された等化係数により等化した信号をビタビ復号器3に入力して暫定の2値データを算出してもよい。
In Example 1 or Example 2 described above, had been calculated binary data b k provisional enter the
すなわち、FIRフィルタの初期等化係数として、固定の係数を用いて再生信号をフィルタリング(等化)し、この等化された信号から、ビタビ復号器3を用いて暫定識別信号bkを生成する。次いで、この暫定識別データと再生信号ykとから、第1、第2の実施例と同様にして、目標波形生成器4および等化係数算出器5がFIRフィルタの等化係数を算出する。初期の等化係数は、例えば、実際のドライブ製品と同様な光ヘッドと光ディスクとを用いて実験で求め、記録媒体の所定領域に格納しておくことができる。なお、この初期等化係数W(iT)(i=―4、―3、−2、−1,0,1,2,3,4)としては、次のものを用いることができる。
That is, the reproduction signal is filtered (equalized) using a fixed coefficient as the initial equalization coefficient of the FIR filter, and the provisional identification signal b k is generated from the equalized signal using the
初期等化係数の例1としては、
W(−4T)=W(4T)=0.0259、
W(−3T)=W(3T)=―0.1023、
W(−2T)=W(2T)=0.1276、
W(−T)=W(T)=0.1001、または
W(0T)=0.6974、がある。
Example 1 of the initial equalization coefficient is
W (−4T) = W (4T) = 0.0259,
W (−3T) = W (3T) = − 0.1023
W (−2T) = W (2T) = 0.1276,
W (-T) = W (T) = 0.0011, or W (0T) = 0.6974.
初期等化係数の例2としては、
W(−4T)=W(4T)=0.1634、
W(−3T)=W(3T)=―0.0903、
W(−2T)=W(2T)=―0.2099、
W(−T)=W(T)=0.0968、または
W(0T)=1.0800、がある。
Example 2 of the initial equalization coefficient is
W (−4T) = W (4T) = 0.1634,
W (−3T) = W (3T) = − 0.0903,
W (−2T) = W (2T) = − 0.2099,
W (−T) = W (T) = 0.0968, or W (0T) = 1.0800.
この実施例3では、図1において再生信号ykとビタビ復号器3との間に事前に等化係数を固定した等化器2を置いてもよい。しかし、他の方法として、図1のFIRフィルタ6に設定される固定の等化係数をメモリ等から供給することもできる。
In the third embodiment, an
また、ある時点で等化係数を算出した後に、再生条件に変化が生じた時点で等化係数を再度算出し直してもよい。この場合には、上記実施例1または実施例2で求められた等化係数、または上述された実施例3による初期等化係数を用いて求められた等化係数がメモリ等に保持しておかれる。等化係数を再度算出しなおす場合に、保持していた以前の等化係数により等化した再生信号をビタビ復号器に入力し、暫定の2値判別データを算出して目標の等化波形を求めるとしてもよい。 Further, after the equalization coefficient is calculated at a certain time point, the equalization coefficient may be calculated again at a time point when the reproduction condition changes. In this case, the equalization coefficient obtained in the first embodiment or the second embodiment or the equalization coefficient obtained using the initial equalization coefficient according to the third embodiment is stored in a memory or the like. It is burned. When re-calculating the equalization coefficient, the reproduction signal equalized by the previous equalization coefficient is input to the Viterbi decoder, the provisional binary discrimination data is calculated, and the target equalization waveform is obtained. You may ask for it.
上記実施例1で用いた相変化光ディスクと光ヘッドとを用いて、予め記録した情報を、デフォーカスを変化させながら再生し、各デフォーカス条件で等化係数を算出して等化を行い、その後、エラーレートが測定された。本実施例3では実施例1で算出したタップ係数を用いて等化した(これは各デフォーカス条件で同一)再生信号をビタビ復号器に入力して暫定の2値判別データを基に目標波形を算出し、最終的な等化係数が求められた。本実施例においても等化のためのFIRフィルタにおけるタップ数は「9」とした。 Using the phase change optical disk and the optical head used in Example 1 above, information recorded in advance is reproduced while changing the defocus, and equalization is performed by calculating an equalization coefficient under each defocus condition. Thereafter, the error rate was measured. In the third embodiment, equalization is performed using the tap coefficient calculated in the first embodiment (this is the same under each defocus condition), and a reproduction signal is input to the Viterbi decoder, and the target waveform is based on the provisional binary discrimination data. And the final equalization coefficient was obtained. Also in this embodiment, the number of taps in the FIR filter for equalization is “9”.
図6には、等化に用いたサンプル数とエラーレートとの関係が各デフォーカス条件毎に示されている。デフォーカス量0μmの条件は実質的に実施例1と同一の条件であるので、少数のサンプルで最小自乗法により求めた係数により低いエラーレートでの再生が可能である。100程度の非常に少ないサンプル数でエラーレートが劣化しているのは、再生条件は同一であっても、ランダムなノイズの影響は完全に同一ではないため、その影響が出ているためと考えられる。 FIG. 6 shows the relationship between the number of samples used for equalization and the error rate for each defocus condition. Since the condition of the defocus amount of 0 μm is substantially the same as that of the first embodiment, reproduction with a low error rate is possible with a small number of samples and coefficients obtained by the least square method. The error rate is degraded with a very small number of samples of about 100 because the influence of random noise is not completely the same even if the playback conditions are the same. It is done.
デフォーカスが±0.2μmの条件では、実施例1及び実施例2の場合と同様に、3000個程度のサンプル数があれば低いエラーレートでの再生が可能であることが分かる。なお、±0.2μmの条件で0μmの時に比べてエラーレートが劣化しているのは、等化係数の算出精度によるものではなく、デフォーカスにより再生性能自体が劣化しているためである。 Under the condition that the defocus is ± 0.2 μm, as in the case of the first and second embodiments, it can be seen that reproduction with a low error rate is possible if there are about 3000 samples. The reason why the error rate is degraded compared to 0 μm under the condition of ± 0.2 μm is not due to the calculation accuracy of the equalization coefficient, but because the reproduction performance itself is degraded due to defocusing.
上記実施例ではFIRフィルタ6のタップ数は「9」としたが、拘束長5のPR値(1,2,2,2,1)に等化を行う場合にはタップ数が「7以上」であれば等化誤差はほぼ一定となることを確認したので、タップ数は「7以上」であればいくつでもよい。ただし、必要以上に大きなタップ数は最小自乗法の演算規模を増大さ、回路の規模増大または動作速度低下といった問題を生じるので、タップ数は7個から15個程度であることが望ましい。
In the above embodiment, the number of taps of the
図7は、本発明の実施例4にかかる光学情報記録再生装置の構成を示す図である。図示される等化器22は実施例1乃至3で説明した等化器と同一である。まず、実施例1乃至3の手順に従って、等化器22のタップ係数が求められる。続いて、上記タップ係数を用いて再生信号が等化され、等化された再生信号からビタビ復号器23で2値識別データが得られる。最後に、等化された再生信号と2値識別データとから、信号評価器24で再生信号の品質評価が実施される。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an optical information recording / reproducing apparatus according to Example 4 of the present invention. The illustrated
図8は、本発明の実施例5にかかる光学情報記録再生装置の構成を示す図である。同図において、等化器22は実施例1乃至3の等化器と同一である。記録波形生成器33の内部メモリには、記録波形を生成するための、初期設定値が保存されている。ここで記録波形には、一般に記録ストラテジと呼ばれている、記録時に光ディスクに照射されるレーザ光の時間的な変化(パワー及びパルス幅がパラメータとなる)が表されている。初期設定値は、光ディスク31に予め記録しておき、該当箇所から読み出した後、上記内部メモリに保存してもよい。
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the optical information recording / reproducing apparatus according to Example 5 of the present invention. In the figure, an
まず、記録波形生成器33で、記録波形の初期設定値に基づき、2値記録データから初期記録波形を生成する。初期記録波形を用いて光ヘッド32を介し、光ディスク31に情報が記録される。この記録された情報は、光ヘッド32を介して再生信号として読み出され、AD変換器21でデジタルデータに変換される。再生信号から、上記実施例1乃至3の手順に従って、等化器22のタップ係数が求められる。再度、上記情報からの再生信号が読み出され、上記タップ係数を用いて再生信号を等化し、等化された再生信号からビタビ復号器23で2値識別データが得られる。上記等化された再生信号と2値識別データとから、信号評価器24で再生信号の品質評価値を算出する。この算出された品質評価値に基づき、記録波形生成器33の内部メモリに保存されている記録波形の設定値が補正される。
First, the recording waveform generator 33 generates an initial recording waveform from binary recording data based on the initial setting value of the recording waveform. Information is recorded on the optical disk 31 through the
記録波形の設定値の補正は、繰返し実行することもできる。つまり、補正された記録波形の設定値に基づき、2値記録データから記録波形を生成する。以下、上述と同様の手順に従って、再生信号の品質評価値を算出する。算出された品質評価値に基づき、記録波形生成器33の内部メモリに保存されている記録波形の設定値が補正される。 Correction of the set value of the recording waveform can be repeatedly executed. That is, a recording waveform is generated from binary recording data based on the corrected setting value of the recording waveform. Thereafter, the quality evaluation value of the reproduction signal is calculated according to the same procedure as described above. Based on the calculated quality evaluation value, the set value of the recording waveform stored in the internal memory of the recording waveform generator 33 is corrected.
記録波形の設定値の補正を繰返し実行する場合、2回目以降、1回目で算出したタップ係数を用いてもよい。こうすることにより、2回目以降では、タップ係数を算出する時間が省略されるため、記録波形の設定値の補正が高速に実行できる。 When the correction of the set value of the recording waveform is repeatedly executed, the tap coefficient calculated from the second time onward may be used. By doing so, since the time for calculating the tap coefficient is omitted after the second time, the set value of the recording waveform can be corrected at high speed.
光学情報媒体にレーザ光を照射して得られた再生信号を所定の周期でサンプリングし、目標となる波形と等化後波形との差分が最小となる等化係数を、サンプリングされた一定数以上の波形データを用いて最小自乗法により算出し、算出された等化係数により再生信号のパーシャルレスポンス波形への等化を行うことによって、非常に高い記録密度を有する記録媒体から高品質で再生信号を取得する記録再生の用途に適用できる。 The reproduction signal obtained by irradiating the optical information medium with laser light is sampled at a predetermined cycle, and the equalization coefficient that minimizes the difference between the target waveform and the waveform after equalization is equal to or greater than a certain number of samples. By using the least square method and the equalization coefficient, the playback signal is equalized to the partial response waveform by the calculated equalization coefficient, thereby reproducing the playback signal from a recording medium having a very high recording density with high quality. It can be applied to the use of recording / playback to acquire
1、12、21 AD変換器
2、13、22 等化器
3、14、23 ビタビ復号器
4 目標波形生成器
5 等化係数算出器
6 FIRフィルタ
11 増幅器
24 信号評価器
31 光ディスク
32 光ヘッド
33 記録波形生成器
1, 12, 21
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