JP2008010097A - 記録媒体再生装置、およびその再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＤ ＤＶＤ等で用いられる２Ｔ系符号に対しても、動作上の安定性を損なうことなく、通常のサンプリングレートからより低いサンプリングレートへ切り換えることが可能であり、消費電力を低減することができる記録媒体再生装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る記録媒体再生装置は、同じ符号が少なくとも２つ以上連続する制約を有する記録符号によってデジタル記録されている記録媒体を、ＰＲＭＬ方式で再生する記録媒体再生装置において、記録媒体のアナログ再生信号をサンプリングし、デジタル信号に変換するＡＤ変換部と、ＡＤ変換部のサンプリングレートを高レートから低レートに適応的に切り換えるサンプリングレート切換え部と、ＡＤ変換部にて変換されたデジタル信号を、高レートと低レートとの切換えに適合させてＰＲＭＬ方式で再生、復調するデータ復調部と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、記録媒体再生装置、およびその再生方法に係り、特に、再生信号をＡ／Ｄ変換して処理する記録媒体再生装置、およびその再生方法に関する。

近時、ＨＤ(High Definition)映像を再生することを目的とした大容量光ディスク規格であるＨＤ ＤＶＤプレイヤーが市場に出回りはじめた。このＨＤ ＤＶＤは読み取りに波長４０５nmの青紫レーザーを用い、読み出し専用のＨＤ ＤＶＤ−ＲＯＭ規格では片面単層１５ＧＢ、２層で３０GBの記録容量を有し、書き換え可能なＨＤ ＤＶＤ−ＲＡＭ規格においては単層だけで２０ＧＢの容量も有している。この大容量化を実現するために、ＨＤ ＤＶＤ規格ではレーザーの短波長化だけでなくデータ再生の信号処理方式にＰＲＭＬ(Partial Response and Maximum Likelihood)技術を採用している。

ＰＲＭＬ技術については、例えば特許文献１等に開示されているが、概略つぎのような技術である。

パーシャルレスポンス(ＰＲ)は、符号間干渉（隣り合って記録されているビットに対応する再生信号同士の干渉）を積極的に利用して必要な信号帯域を圧縮しつつデータ再生を行う方法である。この時の符号間干渉の発生のさせかたによってさらに複数種類クラスに分類できるが、例えばクラス1の場合、記録データ“1”に対して再生データが“１１”の２ビットデータとして再生され、後続の１ビットに対して符号間干渉を発生させる。また、ビタビ復号方式(ＭＬ)は、いわゆる最尤系列推定方式の一種であり、再生波形のもつ符号間干渉の規則を有効に利用し、複数時刻にわたる信号振幅の情報に基づいてデータ再生を行う。この処理のために、記録媒体から得られる再生波形に同期した同期クロックを生成し、このクロックによって再生波形自身をサンプルし振幅情報に変換する。

その後、適切な波形等化を行うことによってあらかじめ定めたパーシャルレスポンスの応答波形に変換し、ビタビ復号部において過去と現在のサンプルデータを用い、最も確からしいデータ系列を再生データとして出力する。以上のパーシャルレスポンス方式とビタビ復号方式（最尤復号）を組み合わせる方式をＰＲＭＬ方式とよぶ。このＰＲＭＬ技術を実用化するためには、再生信号が目的のＰＲクラスの応答となるようにする高精度の適応等化技術、およびこれを支える高精度のクロック再生技術を必要とする。

次にＰＲＭＬ技術で用いられるラン長制限符号について説明する。ＰＲＭＬ再生回路では、記録媒体から再生される再生信号自身から、これに同期したクロックを生成する。安定したクロックを生成するために、記録信号は予め定めた時間以内で極性が反転する必要がある。同時に、記録信号の最高周波数を下げるために予め定めた時間中では記録信号の極性が反転しないようにする。ここで、記録信号の極性が反転しない最大データ長を最大ラン長と呼び、極性が反転しない最小データ長を最小ラン長と呼ぶ。

例えば最大ラン長が7ビットで、最小ラン長が１ビットである変調規則を(1,7)ＲＬＬと呼ぶ。また、変調規則が(1,7)ＲＬＬの符号は、符号の単位長をＴとしたときに、同じ符号が連続して続く長さの最小値（Ｔｍｉｎ）が２Ｔであることから２Ｔ系符号とも呼ぶ。

一方、最大ラン長が7ビットで、最小ラン長が２ビットである変調規則を(2,7)ＲＬＬと呼ぶ。変調規則が(2,7)ＲＬＬの符号は、Ｔｍｉｎが３Ｔであることから３Ｔ系符号とも呼ぶ。

光ディスクで用いられる代表的な変調・復調方式としては、ＨＤ ＤＶＤに採用されている２Ｔ系符号のＥＴＭ(Eight to Twelve Modulation)変調や従来型のＤＶＤに採用されて３Ｔ系符号の８／１６変調(EFM plus)があげられる。

ところで、ＰＲＭＬ技術を採用する再生回路においては、２値スライス型の再生回路（アナログ再生信号をＡＤ変換せず、直接適宜の閾値等を用いてスライスして２値化する方式の回路）と比較すると、高記録密度時において大幅な再生性能の向上が見込まれる。このため、ＨＤ ＤＶＤ規格においてはＰＲＭＬ技術を採用することによって線記録密度の更なる向上を達成している。

しかしながら、ＰＲＭＬ信号処理回路はその構成の複雑さゆえに、２値スライス型の再生回路と比較して回路規模が大幅に増大してしまう。このため、動作中の消費電力をどう抑えるかが大きな技術的課題となっており、特にＡＤＣ(Analog to Digital Converter)の消費電力は全体の消費電力に占める割合が高く、かつ高倍速再生時にはサンプリングレートも比例して高くなるため、省電力化が大きく望まれている部分である。

この技術課題に対してのアプローチとして、特許文献２に開示されるようなハーフレート技術がある。

特許文献２が開示する技術は、従来型のＤＶＤに採用されている変調符号が３Ｔ系符号の８／１６変調方式であり、ＭＴＦ(Mutual Transfer Function)特性が、図１（ａ）に示すようにチャネルレートＦｃｈの１／４以上の信号帯域がほとんどないことを利用し、ＡＤＣのサンプリングレートをチャネルレートの１／２(ハーフレート)として再生するものである。サンプリング定理から言えば十分再生可能であるが、時間軸成分に関する情報量が劣化するため位相制御や、オフセット制御、適応等化器、ビタビ復号器などにおいての性能の悪化が懸念される。

このため、特許文献２には、チャネルレートを用いてデータ再生処理を行うチャネルレート用データ復調手段と、ハーフレートを用いてデータ再生処理を行うハーフレート用データ復調手段の双方を具備し、これを信号品位の状況に応じて切り換えることで対応する技術が開示されている。
特開２００１−１９５８３０号公報 特開２００２−２６９９２５号公報

しかしながら、特許文献２が開示する技術は、その適用技術を３Ｔ系符号に限定していることでもわかるように、２Ｔ系符号であるＨＤ ＤＶＤにそのままハーフレート技術を適用することはできない。

その理由は、ＨＤ ＤＶＤが採用する２Ｔ系符号においては、図１（ｂ）に示すように、２Ｔ周波数(チャネルレートＦｃｈの１／４)以上の領域の周波数成分が信号帯域に存在するため、単純にハーフレート処理を行うと当然折り返しノイズが発生し、従来型のＤＶＤ以上にハーフレート化に伴う性能劣化を引き起こしてしまうからである。

また位相制御ループにおいても、時間軸成分の情報量劣化にともなう影響が３Ｔ系符号よりも２Ｔ系符号の方が顕著に現れるため、特許文献２が開示する技術では、動作上の安定性も失われてしまう可能性がある。

さらに、特許文献２が開示する技術には、レート切り換え時における切り換えショックに関しても課題がある。

データ転送(光ディスクに記録されたユーザデータを再生し、ホストコンピュータ等へ転送する動作)の前におけるレート切り換え動作については、周波数引き込み、位相引き込み、適応学習などをレート切り換え後に再度引き込み直すため問題ないが、データ転送中におけるレート切り換えでは、切り換えのショックによってユーザデータを欠損あるいは破壊してしまうおそれがある。このためレート切り換えタイミングにおいても改善の余地がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＨＤ ＤＶＤ等で用いられる２Ｔ系符号に対しても、動作上の安定性を損なうことなく、通常のサンプリングレートからより低いサンプリングレートへ切り換えることが可能であり、これによって消費電力を低減することができる、記録媒体再生装置、およびその再生方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る記録媒体再生装置は、同じ符号が少なくとも２つ以上連続する制約を有する記録符号によってデジタル記録されている記録媒体を、ＰＲＭＬ方式で再生する記録媒体再生装置において、前記記録媒体のアナログ再生信号をサンプリングし、デジタル信号に変換するＡＤ変換部と、前記ＡＤ変換部のサンプリングレートを高レートから低レートに適応的に切り換えるサンプリングレート切換え部と、前記ＡＤ変換部にて変換されたデジタル信号を、前記高レートと前記低レートとの切換えに適合させて前記ＰＲＭＬ方式で再生、復調するデータ復調部と、を備えたことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る記録媒体再生装置は、デジタル記録されている記録媒体をＰＲＭＬ方式で再生する記録媒体再生装置において、前記記録媒体のアナログ再生信号をサンプリングし、デジタル信号に変換するＡＤ変換部と、前記ＡＤ変換部のサンプリングレートを高レートから低レートに適応的に切り換えるサンプリングレート切換え部と、前記ＡＤ変換部にて変換されたデジタル信号を、前記高レートと前記低レートとの切換えに適合させて前記ＰＲＭＬ方式で再生、復調するデータ復調部と、を備え、前記データ復調部は、前記ＰＲＭＬ方式で用いられるＰＲクラスを、前記高レートと前記低レートとで異なるＰＲクラスに切り換える、ことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る記録媒体再生装置は、デジタル記録されている記録媒体を２値スライス方式とＰＲＭＬ方式とで再生する記録媒体再生装置において、前記記録媒体のアナログ再生信号をサンプリングし、デジタル信号に変換するＡＤ変換部を具備すると共に、前記ＡＤ変換部にて変換されたデジタル信号を、前記ＰＲＭＬ方式で再生、復調する第１のデータ復調部と、前記アナログ再生信号を２値にスライスして復調する第２のデータ復調部と、少なくとも前記第２のデータ復調部を選択する場合には前記第１のデータ復調部の動作を停止するようにして、前記第１のデータ復調部と前記第２のデータ復調部とを選択的に切り換える復調選択部と、を備えたことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る記録媒体再生装置の再生方法は、同じ符号が少なくとも２つ以上連続する制約を有する記録符号によってデジタル記録されている記録媒体を、ＰＲＭＬ方式で再生する記録媒体再生装置の再生方法において、前記記録媒体のアナログ再生信号をサンプリングし、デジタル信号にＡＤ変換し、前記ＡＤ変換のサンプリングレートを高レートから低レートに適応的に切り換え、前記ＡＤ変換にて変換されたデジタル信号を、前記高レートと前記低レートとの切換えに適合させて前記ＰＲＭＬ方式で再生、復調する、ステップを備えたことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る記録媒体再生装置の再生方法は、デジタル記録されている記録媒体をＰＲＭＬ方式で再生する記録媒体再生装置の再生方法において、前記記録媒体のアナログ再生信号をサンプリングし、デジタル信号にＡＤ変換し、前記ＡＤ変換のサンプリングレートを高レートから低レートに適応的に切り換え、前記ＡＤ変換にて変換されたデジタル信号を、前記高レートと前記低レートとの切換えに適合させて前記ＰＲＭＬ方式で再生、復調する、ステップを備え、前記再生、復調するステップでは、前記ＰＲＭＬ方式で用いられるＰＲクラスを、前記高レートと前記低レートとで異なるＰＲクラスに切り換える、ことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る記録媒体再生装置の再生方法は、デジタル記録されている記録媒体を２値スライス方式とＰＲＭＬ方式とで再生する記録媒体再生装置の再生方法において、前記記録媒体のアナログ再生信号をサンプリングし、デジタル信号に変換するＡＤ変換部を具備すると共に、前記ＡＤ変換部にて変換されたデジタル信号を、前記ＰＲＭＬ方式で再生、復調する第１のデータ復調ステップと、前記アナログ再生信号を２値にスライスして復調する第２のデータ復調ステップと、少なくとも前記第２のデータ復調ステップを選択する場合には前記第１のデータ復調ステップの動作を停止するようにして、前記第１のデータ復調ステップと前記第２のデータ復調ステップとを選択的に切り換える復調選択ステップと、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る記録媒体再生装置、およびその再生方法によれば、ＨＤ ＤＶＤ等で用いられる２Ｔ系符号に対しても、動作上の安定性を損なうことなく、通常のサンプリングレートからより低いサンプリングレートへ切り換えることが可能であり、これによって消費電力を低減することができる。

本発明に係る記録媒体再生装置、およびその再生方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

（１）第１の実施形態
図２は、第１の実施形態に係る記録媒体再生装置１の構成例を示す図である。記録媒体再生装置１は、２Ｔ系符号のデジタルデータが記録される記録媒体、例えばＨＤ ＤＶＤ等の光ディスクを再生する装置である。

第１の実施形態に係る記録媒体再生装置１は、同期型の構成となっており、この構成で高レートと低レートとを切り換えて記録媒体の再生アナログ信号をサンプリングする。

同期型とは、高レート時のＡ／Ｄ変換のサンプリングレートをチャネルレート（記録媒体に記録されている符号ビットのビット単位の再生レート）と同期させるも形態のものである。Ａ／Ｄ変換以降のデジタル処理の動作クロックもサンプリングクロックと同期する形態であり、一般的なＰＲＭＬ信号処理の構成である。

低レート時は、高レート（この場合、チャネルレート）よりも低いサンプリングクロックで再生アナログ信号をサンプリングする。以下の説明では、低レートをハーフレート（チャネルレートの１／２）とした形態について主に説明するが、低レートは必ずしもハーフレートに限定されるものではない。

記録媒体再生装置１は、図２に示したように、ＰＵＨ（Pick Up Head）１０、プリアンプ１１、特性可変型イコライザ１２、振幅制御回路１３、ＡＤ変換部１４、データ復調部４０、サンプリングレート切換部５０を備えている。

データ復調部４０は、その内部構成として、ＰＬＬ部２０、レート可変対応型オフセット制御回路４１、レート可変対応型アシンメトリ制御回路４２、レート可変対応型適応等化器３０、レート可変対応型ビタビ復号器４３、同期復調回路４４、ＥＣＣ回路４５等を備えている。

さらに、ＰＬＬ部４０は、その内部構成として、レート可変対応型周波数検出器２３、レート可変対応型位相比較器２４、ループフィルタ２２、およびＶＣＯ２１を備えている。また、レート可変対応型適応等化器３０は、その内部構成として、ＦＩＲフィルタ３１、および等化係数学習回路３２を備えている。

一方、サンプリングレート切換部５０は、その内部構成として、ＶＦＯ領域検出回路５１、信号品位評価回路５２、サンプリングレート切換制御回路５３を備えている。

上記のように構成された記録媒体再生装置１の動作について説明する。

ＰＵＨ１０は、再生用のレーザパワーでレーザ光を記録媒体Ｄに照射し、記録媒体Ｄからの反射光を検出することで、アナログ再生信号を出力する。ＰＵＨ１０から出力されるアナログ再生信号は、プリアンプ１１に送られて信号増幅等の処理を施される。

次の特性可変対応型プリイコライザ１２では、事前の波形等化がなされる。この波形等化特性は、例えば７次イクイリップルフィルタで構成され、後述するサンプリングレート切換制御回路５３のレート切換信号により、レート毎に好適なカットオフ周波数、ブースト周波数、ブースト量が設定され波形等化される。

図３は、特性可変対応型プリイコライザ１２の波形等化特性を例示する図であり、カットオフ周波数、ブースト周波数、ブースト量の各パラメータの意味は図示のとおりである。

高レート時（チャネルレート時）には２Ｔ周波数成分付近をブーストするように設定するのが望ましい。一方ハーフレート時には逆にカットオフ周波数を下げて、高域の信号成分を除去するような形にし、なるべく折り返しノイズによる影響がでないように設定する。

ただし、高域の信号成分を除去しすぎると、かえってｂＥＲ(ｂit Error Rate)が悪化するため、折り返しノイズ除去と信号成分除去のバランスがとれるよう、ｂＥＲ等を事前に評価しておくことが好ましい。

等化処理された信号は振幅制御回路１３で信号振幅の調整がなされた後、ＡＤ変換部１４によってアナログ再生信号がデジタル値に変換される。

このときのサンプリングクロックは、サンプリングタイミングが適切となるように、ＰＬＬ部４０にて、再生信号自体からクロックを抽出している。即ち、再生波形からレート可変対応型周波数検出器２３により再生波形とチャネルレート、あるいはハーフレートとの周波数誤差を検出し、またレート可変型位相比較器２４により、理想サンプリング点との位相誤差を検出し制御される。

周波数制御および位相制御ともに、同一のループフィルタ２２によって制御がなされ、ＶＣＯ(Voltage Controlled Oscillators)２１により、サンプリングクロックが生成される。このサンプリングクロックは高レート時にはチャネルレートと同期してＡＤ変換部１４送出されるが、ハーフレート時には１／２に分周されたクロックが送出される。

なお、この位相制御ループはハーフレート化に伴い、特に位相検出情報の精度が劣化する部分であるため、ハーフレート時には、補間回路によってアップサンプリングすることで情報量を増して安定性を向上させるよう構成してもよい。

このようにデジタル化された信号は、まずレート可変対応型オフセット制御回路４１、レート可変対応型アシンメトリ制御回路４２により、デジタル波形整形がなされる。レート可変対応型オフセット制御回路４１は、例えば信号成分のデューティ比が一定になるよう制御する構成でよく、この場合、精度の良し悪しはあるものの、チャネルレート時でもハーフレート時でも原理的には動作するため、そのままでもレート可変対応可能となる。

レート可変対応型アシンメトリ制御回路４２は、オフセット調整された再生信号を、例えば平均値検波することで、信号の振幅方向の非対称性を検出する構成でよく、この構成も精度の良し悪しはあるものの非同期でも動作するため、そのままでもレート可変対応可能となる。

レート可変対応型オフセット制御回路４１、およびレート可変対応型オフセット制御回路４１でデジタル波形整形された波形は、次に、予め定めたＰＲクラス、代表例としてはPR(3443)の応答となるようにレート可変型適応等化器３０において波形等化が行われる。

適応学習処理の具体的な構成については、特許文献１等の多数の文献にてその内容が
開示されているが、最も一般的なＬＭＳ(Least Mean Square)アルゴリズムによる学習方法について図４を用いて説明する。

図４は、適応等化器の詳細を示すブロック図であり、図２に示したＦＩＲフィルタ３１、および等化係数学習回路３２から成り、一部説明上の便宜からビタビ復号器４３の内部での処理(等化誤差生成)も含めている。

図４において、1クロック遅延器２０１、２０２は、フリップフロップで構成されており、入力信号を1クロック遅延させて出力する。乗算回路２０３、２０４、２０５は、二つの入力値の積を出力する。また、加算回路２０６、２０７、２０８は、二つの入力値の和を出力する。

図４では、三つの乗算器を用いる３タップ型のデジタルフィルタの例を示したが、乗算器の数が異なる場合でも基本的な動作は同じである。ここでは３タップ型の場合について説明する。

時刻ｋにおけるレート可変対応型適応等化器３０の入力信号をｘ(ｋ)，乗算回路２０３、２０４、２０５に入力される乗数をそれぞれc1, c2, c3とすると、レート可変対応型適応等化器３０の出力Y(k)は、以下の式で表現できる。
［数１］
Y(k) = x(k)*c1 +x(k-1)*c2 + x(k-2)*c3 (式1)

Y(k)に対してレート可変対応型ビタビ復号器４３で得られるバイナリデータをＡ(ｋ)とする。また、目的とするPRのクラスを、例えばＰＲ(3443)とし、Ａ(k)が正しい再生データであるとすると、時刻kでの適応等化器の本来の出力Ｚ(k)は、以下の式となる。
［数２］
Z(k) = 3*A(k) +4*A(k-1) +4*A(k-2) +3*A(k-3) -7 (式2)

そこで、時刻kでの等化誤差 Ｅ(k)を以下の式で定義する。
［数３］
E(k) = Y(k) - Z(k) (式3)

適応学習では以下の式に従い各乗算器の係数を更新する。
［数４］
c1(k+1) = c1(k) -α*x(k) *E(k) (式4)
c2(k+1) = c2(k) -α*x(k-1)*E(k) (式5)
c3(k+1) = c3(k) -α*x(k-2)*E(k) (式6)
(式4)〜(式6)のαは、更新係数であり正の小さな値(例えば 0.01)を設定する。上記の(式2)に示した処理を行うのが波形合成回路２１６である。遅延回路２１５では、加算回路２０８の出力Ｙ(k)を、レート可変対応型ビタビ復号器４３での処理時間に相当する遅延を行い、加算回路２１７において、上記の(式3)に示した処理を行う。係数更新回路２１２では、(式4)に示した演算を行い乗算器２０３の係数を更新する。更新結果は、レジスタ２０９に格納される。係数更新回路２１３では、(式5)に示した演算を行い、乗算器２０４の係数を更新する。更新結果は、レジスタ２１９に格納される。同様に、係数更新回路２１４では、(式6)に示した演算を行い、乗算器２０５の係数を更新する。更新結果は、レジスタ２１１に格納される。

以上のようにして適応学習が行われるが、レート可変対応型にするにはいくつかの工夫が必要となる。

レート可変対応型適応等化器３０には、ビタビ復号回路４３での処理時間相当の遅延を調整する遅延回路が係数更新回路などで多数存在するが、このフリップフロップ数をチャネルレート時とハーフレート時とで切り換える必要がある。例えばビタビ復号器において３０Ｔ遅延があった場合、フリップフロップはチャネルレート時に３０個必要であるが、ハーフレート時には1クロックが２Ｔ遅延に相当するため、１５個のフリップフロップで３０Ｔ相当の遅延が実現できる。このため図５（ａ）に示すように、フリップフロップ１５個目の出力を使用するような構成にする必要がある。

またＦＩＲフィルタのタップ係数は図５（ｂ）のように、チャネルレート時には１Ｔ毎の波形に対する等化係数(図中に●および○で示した双方の点)となるが、ハーフレート時には２Ｔ毎の波形に対する等化係数(図中の○で示した点)となるため、収束する等化係数はレート毎に異なってくる。

このため、等化係数の動作を、チャネルレート時とハーフレート時で切り換える必要がある。また、適応学習で非常に重要となる初期等化係数も両レートで個別に設定する必要がある。

所望のＰＲクラスに適応等化された信号出力は、レート可変対応型ビタビ復号器４３に入力される。レート可変対応型ビタビ復号器４３では、入力データに対して最尤列推定(ビタビ復号)を行い、バイナリデータを出力する。出力するバイナリデータは、サンプリングレートに関らず常にチャネルレートで出力する必要がる。

即ち、レート可変対応型ビタビ復号器４３は、低レート時でもチャネルレートの動作クロックで動作させてバイナリデータを後段に転送しなければならない(一部は低レートで動作可能であるが、最終的にはチャネルレートが必要となる。)。

このため、レート可変対応型ビタビ復号器４３では、チャネルレート時には、１Ｔ毎にブランチメトリック計算およびパス選択し、ハーフレート時には、２Ｔ毎にブランチメトリック計算してパス選択し、そのパス結果により、歯抜けとなった信号を推定する方法をとる。

この他、特許文献２に開示されているように、レート可変対応型ビタビ復号器４３の手前でハーフレートからチャネルレートにナイキスト補間する方法でもよい。

ここまでが、レート可変対応型のＰＲＭＬ方式の実現例である。続いて、レート可変対応型ビタビ復号器４３で復号されたバイナリデータが、ユーザデータとしてホスト機器、例えばパーソナルコンピュータへ出力されるまでの流れを簡単に説明する。

レート可変対応型ビタビ復号器４３より出力されたバイナリデータは次に同期復調回路５４に入力される。ＨＤ ＤＶＤにおいては、バイナリデータ列はフレームと呼ばれる１１１６bit毎のデータとして記録されているが、同期復調回路５４内の同期部ではこの各フレームの開始位置を表す２４bitのバイナリデータ列(SYNCコード)を検出し、後段の復調部のための１２bit毎の同期信号を生成する。次に同期復調回路５４内の復調部では、ＥＴＭ変調の場合、１２bit毎のバイナリデータを、予め定めた復調規則に従って８bitの再生データへ復調処理を行う。８ｂｉｔデータ（バイトデータ）となった信号(復調データ)は、さらにＥＣＣ回路（エラー訂正回路）４５に出力される。

ＥＣＣ回路４５では、記録媒体Ｄ上のディフェクト等によって発生したエラーをエラー訂正した後、ユーザデータをホスト機器へ出力する。

ところで、各レート毎の性能をより向上させるには、レート毎に特性可変対応型プリイコライザ１２の特性を切り換えるだけでなく、レート可変対応型ビタビ復号器４３で設定しているＰＲクラスを切り換えると更なる向上が見込める。

例えば、ＨＤ ＤＶＤのチャネルレート時の目標ＰＲ特性がPR(3443)であるとする。この場合、図６（ｂ）に示したように、ＨＤ ＤＶＤのＭＴＦとＰＲ(3443)特性が非常に近い特性であることから、チャネルレートでの再生においては良好な再生性能を得ることが可能である。

しかしながらハーフレート時には、必ずしも最適な特性とはいえない。なぜならば、ＰＲ(3443)特性は図６（ｂ）でもわかるように、フィルタ特性がチャネルレートで形成されることを前提としているため、ハーフレートではＰＲ(3443)特性を完全には形成することができない。このためハーフレート時には、異なるPR特性のほうがより性能がよくなる可能性がある。

ハーフレート時の好適なPR特性としては例えばPR(3443)特性自体をハーフレート化させたPR(34)特性等が考えられる。図６（ｂ）に示したように、ハーフレートでもフィルタ特性が形成可能であるため、ハーフレート時の性能向上が期待できる。

一般化すると、チャネルレートでＰＲ(abba)特性であれば、ハーフレート時にＰＲ(ab)特性とし、チャネルレートでＰＲ(abbba)特性であれば、ハーフレートでＰＲ(aba)特性とするなどの切り換えが考えられる。ただし必ずしもハーフレートで形成できないフィルタ特性に限定するものではなく、例えば、ＰＲ(3443)からＰＲ(1221)への切り換えというように周波数特性のみ切り換える設定で対応しても構わない。

なお、サンプリングレートの切換に伴ってＰＲ特性を切り換える手法は、ＨＤ ＤＶＤ等の２Ｔ系符号に限定されるものではなく、図６（ａ）に示したように、従来型ＤＶＤ等の３Ｔ系符号の再生に適用しても有効である。

（２）高レートと低レートの切換動作（周波数・位相引込時）
低レート時の性能劣化の１つとして周波数・位相制御における検出精度の劣化がある。低レートによる時間軸成分の不足は、周波数・位相制御に大きく影響を与える。また位相制御が完了しなければ、データ再生処理が開始できないため、周波数・位相制御における引き込み動作は非常に重要な項目である。

そこで、本実施形態では、周波数・位相制御の引き込み時は、高レートにて動作させ、引き込み後に低レートに切り換える形態としている。

これにより２Ｔ系符号のＨＤ ＤＶＤにおいても、引き込み時には高レート処理により周波数検出精度、位相検出精度を確保でき、かつキャプチャーレンジも広げることができるため動作を安定させることが可能となる。また高レートをチャネルレートよりも高いレートでオーバーサンプリングする形態としても良い。この場合には、更なる精度アップが可能となる。

図７は、周波数・位相引込時には高レートとし、引き込み後に低レートとする制御の処理例を示すフローチャートである。

ステップＳＴ１で、初期状態としてサンプリングレートを高レートに設定した後、再生動作を開始する（ステップＳＴ２）。

このように、高レートにて周波数・位相の引き込みが開始される（ステップＳＴ３）。周波数・位相引き込みの完了判定には種々の方法が考えられるが、例えば、同期復調回路４４が出力するsyncコード検出信号を用いてもよい。

具体的には、図２に示すように同期復調回路４４からのSyncコード検出信号をサンプリングレート切換制御回路５３に入力する。サンプリングレート切換制御回路５３はSyncコード検出信号の連続性をカウントしておき、一定間隔で一定回数Syncコード検出が続けば、位相制御までの引き込みが完了したものと判断する（ステップＳＴ４、ステップＳＴ５）。位相制御までの引き込みが完了したものと判断すると、レート切換信号を各部へ出力する（ステップＳＴ６）。

サンプリングレート切換制御回路５３は、各レート可変対応型回路、および特性可変対応型プリイコライザ１２に対してレート切換信号を出力する。各レート可変対応型回路は、レート切換信号を受信すると回路モードのレート切換えを行う。特に、レート可変対応型適応等化器３０では、レート切換信号によって、現状学習値のリセットおよび、初期等化係数(レート毎)の再設定を行う。

また、特性可変対応型プリイコライザ１２、はレート切換信号によって、波形等化特性を予め設定されているレート毎に最適な特性に切り換える。

この切換えによって、カットオフ周波数、ブースト周波数、およびブースト量が各サンプリングレートに適した波形等化特性が実現される。

このように、周波数・位相がロックするまでは高レートとし、周波数・位相がロックした後は低レート処理とすることで、引き込みの安定化と低消費電力化の両立を実現することができる。

なお、周波数・位相のロックがはずれて再引き込みが必要となった場合には（ステップＳＴ８）、再度ステップＳＴ３へ戻る。

（３）高レートと低レートの切換動作（信号品位による切換）
サンプリングレートをハーフレート等の低レート化処理で行うと、時間軸成分の情報量の劣化から復号結果が劣化する場合も考えられる。具体的には、ＥＣＣ回路４５での訂正結果から導き出されるＢＥＲ（Byte Error Rate）が悪化する懸念がある。ただし、ＨＤ ＤＶＤ、或いは従来型のＤＶＤの有するエラー訂正能力から考えると、ＢＥＲが５×１０^-3以下であれば、システム的に破綻はしないため、この基準を十分上回るＰＵＨ１０の再生信号品位(例えば、１０^-5以下)であれば、積極的に低レート化処理しても問題ない。逆に言えば、ＢＥＲが悪化したような状態の時のみ高レート化すれば、性能と消費電力のバランスがとれてよい。

サンプリングレート切換制御回路５３はは、ＥＣＣ回路４５から転送されてくるＢＥＲ情報に基づいてサンプリングレートを切り換えるように構成してもよいが、ＢＥＲを測定するためには最低でもＥＣＣブロックと呼ばれるデータサイズ(従来型ＤＶＤでは182×208Bytes, ＨＤ ＤＶＤではその２倍)が必要であり、再リード時(訂正不能により同一ＥＣＣブロックを再度読み込む動作)のレート切換えには向いているが、リアルタイム(データ転送中)にサンプリングレートを切り換えて動作では遅延が多すぎて実用的ではない。

そこで、本実施形態では図２に示したように、再生信号の信号品位評価指標を算出する信号品位評価回路５２を設けている。

図８は、信号品位によってサンプリングレートを切り換える処理例を示すフローチャートである。

ステップＳＴ１１では、初期サンプリングレート（例えば、高レートと低レートのいずれかのサンプリングレート）を設定し、再生動作を開始する（ステップＳＴ１２）。

次に、信号品位評価回路５２にて、信号品位指標を評価する（ステップＳＴ１３）。信号品位評価指標としては、例えばビタビ復号器からの等化誤差信号に基づいて算出される
等化誤差2乗平均値、SbER(Simulated bit Error Rate)、PRSNR(Partial Response Signal to Noise Ratio)、SAM(Sequence Amplitude Margin)等が挙げられる。

信号品位指標が所定の閾値よりも悪く（ステップＳＴ１４のＹｅｓ）、かつ、その時のサンプリングレートが低レートの場合（ステップＳＴ１５のＮｏ）には、サンプリングレートを低レートから高レートに切り換える（ステップＳＴ１６）ことで、信号品位の向上を図っている。

一方、信号品位指標が所定の閾値よりも良好で（ステップＳＴ１４のＮｏ）、かつ、その時のサンプリングレートが高レートの場合（ステップＳＴ１７のＮｏ）には、サンプリングレートを高レートから低レートに切り換える（ステップＳＴ１８）ことで、消費電力の低減を図っている。

（４）高レートと低レートの切換動作（データ転送中における切換）
さらにデータ転送中であれば、レート切換えタイミングも重要である。レート切換えを行うと初期等化係数の切換えやサンプリングクロックの切換え等で、どうしてもスムーズな切換えが行えない。このためレート切換時のデータに、一部破壊あるいは欠損を引き起こしてしまう虞がある。

そこで、本実施形態では、ユーザデータの再生期間（データ転送中の期間）以外の期間に高レートと低レートとの切り換えを行う形態としている。ユーザデータの再生期間以外の期間としては、例えばＶＦＯ（Variable Frequency Oscillator）領域の再生期間がある。

図９は、ＶＦＯ領域を検出し、ＶＦＯ領域の再生期間に高レートと低レートの切り換えを行う処理例を示すフローチャートである。

ステップＳＴ２１で、高レート又は低レートの何れかのサンプリングレートが設定され、データ転送が開始される（ステップＳＴ２２）。

次に、ステップＳＴ２３にて、ＶＦＯ領域の検出が行われる。ＶＦＯ領域の検出は、ＶＦＯ領域検出回路５１によって行われる。

図１０は、再生信号に含まれるＶＦＯ領域の概念を示す図である。ＶＦＯ領域は、ユーザ領域の先頭に設けられる領域であり、４Ｔパターンが連続する領域である。４Ｔパターンは、例えば図１０（ｂ）に示すような波形である。ＶＦＯ領域で切り換えを行うと、４Ｔパターンの連続であるため位相制御が引き込みやすいというメリットがあり、かつユーザデータ外であるため、仮にデータの欠損等が生じてもユーザデータは保護される。

ＶＦＯ領域は、４Ｔパターンの自己相関性を利用して、例えば図１１に示したような構成の回路を用いて検出することができる。

ＶＦＯ領域検出回路５１は相関計算部３００、平均化部３０４、検出部３０５から構成される。

相関計算部３００では、入力信号の自己相関を計算することでＶＦＯ領域特有の一定周期パターンの検出を行う。具体的には、入力信号をY(k)とし、この信号をフリップフロップ３０１で４Ｔ遅延させる。即ち、フリップフロップ３０１の出力は入力信号Y(k)に対して４Ｔ遅れたY(k-4)となる。

乗算回路３０３において、Y(k)*Y(k-4)の演算を行う。ＶＦＯ領域は、４Ｔパターンは、図１０（ｂ）に例示した波形であり、４Ｔ離れた自己相関は、丁度逆相の関係となり負の相関が最大となる。仮に、ＶＣＯ２１の発振周波数が再生信号のチャネルレートと僅かにずれていたとしても、ＶＦＯ領域においては４Ｔの自己相関が強い負の相関を表す。実際の再生信号には様々な雑音成分が含まれるため、これを除去するための平均化処理を平均化部３０４で行っている。

検出部３０５のカウンタ３０８は、入力が"１"のとき１ずつカウントアップし、入力が"０"のとき出力が０にリセットされるカウンタである。即ち、平均化部３０４の出力値が負の値の場合はカウンタ３０８がカウントアップされ、平均化部３０４の出力値が正の値の場合はカウンタ３０８が０にリセットされる。

カウンタ３０８の出力は、予め定めた閾値(ＶＦth)と比較し、カウンタ３０８の値が閾値(ＶＦth)よりも大きい場合にＶＦＯ領域検出信号が"1"となる。このような構成とすることで、ＶＦＯ領域の再生開始後、約ＶＦth +α ビット後にＶＦＯ領域検出信号が"1"となり、ＶＦＯ領域の終了とほぼ同時にＶＦＯ領域検出信号が"０"となる。以上のようにして、ある程度の非同期状態においてもＶＦＯ領域の到来を検出することができる。

ただし、ハーフレート時には図１２中に示すように２個のフリップフロップ３０１で４Ｔ遅延となるので、レート切替信号によりスイッチ３０２で切り換え、乗算器３０３の相手先を変更する構成にしている。

一方、記録再生型のＨＤ ＤＶＤ（ＨＤ ＤＶＤ−Ｒ、ＨＤ ＤＶＤ−ＲＷ、ＨＤ ＤＶＤ−ＲＡＭ）ではウォブル信号を利用してＶＦＯ領域を検出することも可能である。

図１２は、再生信号のＶＦＯ領域とウォブル信号の関係を説明する図である。ウォブル信号には、記録媒体Ｄ上の物理アドレスが記録されており、この物理アドレスは、０から６までのフィジカルセグメントナンバーを含んでいる。このうち、フィジカルセグメントナンバー０にＶＦＯ領域がある（図１２（ｂ）参照）。

そこで、ウォブル信号を再生復調する回路（図示せず）から、フィジカルセグメントナンバー６のシンク検出信号（図１２（ｃ）参照）を入力し、次にくるフィジカルセグメントナンバー０の位置あるＶＦＯ領域を推定することができる。

例えば、図１２（ｄ）に示したように、フィジカルセグメントナンバー６のシンク検出信号から所定の遅延時間後を、ＶＦＯ領域とする。この時、ＶＦＯ領域の幅も推定しても良い。

図９に戻って、ＶＦＯ領域の検出と並行して、サンプリングレートの切り換えが必要か否か判定される（ステップＳＴ２４）。この判定は、例えば前述した信号品位評価指標に基づいて判定される。

サンプリングレートの切り換えをすべきであると判定されると、上述したＶＦＯ領域判定が参照され、ＶＦＯ領域であれば、レート切り換えが行われる。ＶＦＯ領域でなければ、ＶＦＯ領域の到来を待ってレート切り換えが行われることになる。

レート切り換え動作では、前述したようにサンプリングレート切換制御回路５３から特性可変型イコライザ１２や、各レート可変対応型回路にレート切換信号が出力される。

この時、各レート可変対応型回路(オフセット、アシンメトリ、位相制御)の制御ゲインを一定時間高ゲインにすると、引き込み動作が高速となり、よりスムーズにレート切り換えが可能となる。

ただし、適応学習だけはＶＦＯ領域での学習ができない。適応学習は自己相関性の高い信号で学習を行うと原理上発散する傾向になるためである。そこで、ＶＦＯ領域では初期等化係数のセットのみとし、学習開始はＶＦＯ領域検出信号の立ち下がりから行うようにすればよい。ただし、レート切換時に一時信号検出信号が落ちる場合があるため、このような場合には、レート切り換え後、直ちに検出される２度目のＶＦＯ領域検出信号の立ち下がりに合わせるように行う。

（５）第２の実施形態
図１３は、第２の実施形態に係る記録媒体再生装置１ａの構成例を示す図である。第２の実施形態に係る記録媒体再生装置１ａは、ＡＤ変換部１４のサンプリングレートのみを高レートから低レートに切り換える形態であり、後続するデジタル回路の部分は、高レート（チャネルレート）で動作する。

また、低レート時のサンプリングレートは、ハーフレートに限定するものではなく、第２の実施形態では、チャネルレートの２／３としている。

近時のデジタル処理回路は低消費電力化が進んでおり、記録媒体再生装置１ａ全体で見ると、高速アナログ処理を含むＡＤ変換部１４が、全体の消費電力の数＋％を占めている。このことを考えると、ＡＤ変換部１４のみの低レート化でも十分省電力化が可能である。

他方、第２の実施形態では、低レート時のサンプリングレートをチャネルレートの２／３としているとしているが、この理由は、図１（ｂ）に示したように２Ｔ系符号であるＨＤ ＤＶＤでは信号帯域がチャネルレートの１／４以上の領域にも存在しているためである。ハーフレートの場合には、１／４以上の領域にも存在する成分による影響が完全には無視できないが、チャネルレートの２／３のサンプリングレートであれば、低レート時にもこの影響がほぼ無視できるというメリットがある。

以下、第２の実施形態の動作について説明する。

高レート時(ここではチャネルレート時)の場合、ＡＤ変換部１４によりデジタル化された再生信号はまず、アップサンプリング回路４７に入力される。ただし、この時は高レートに設定されているため、アップサンプリング処理が必要ない。従って、この段階では、アップサンプリング回路４７はスルーして、そのままオフセット制御回路４１ａへ転送される。この後の処理は第１の実施形態で既に説明した通りであるので省略する。

レート切換信号がサンプリングレート切換制御回路５３から出力さると、ＡＤ変換部１４のサンプリングクロックは、高レートから低レートに切り換えられる。この場合はＡＤ変換部１４のサンプリングクロックは、チャネルレートの２／３に設定される。

HD DVDの１倍速の場合はチャネルレートが６４．８MHzであるので、ここでは４３．２MHzでサンプリングされることになる。このサンプリングクロックでデジタル化された再生信号はアップサンプリング回路４７に入力され、ここで６４．８MHzのチャネルレートにデータ補間され出力される。それ以降の処理は高レート時と変わらず、チャネルレートにて処理される。つまり、第２の実施形態に係る構成では、アップサンプリング回路４７後のデジタル回路側は高レート時でも低レート時でもチャネルレート相当で動作するため、構成は全く同じでよく、レート可変対応型にする必要はない。

ただし、ＡＤ変換部１４に供給するサンプリングクロックを切り換える必要があるため、レート切換信号はＶＣＯ２１ａに入力されており、ここで分周比が制御されて２／３のレートでクロック出力されるよう構成する。この他、レート切換信号をループフィルタ３２に接続し、制御出力が２／３となるように構成してもよい。

（６）第３の実施形態
図１４は、第３の実施形態に係る記録媒体再生装置１ｂの構成例を示す図である。第３の実施形態は、非同期サンプリング方式と呼ばれる要素技術を背景にしており、この要素技術に関してはハードディスク装置等で既に実用化されている。

光ディスクに適用した例は、特許文献１にも開示されている。概略説明すると、ＡＤ変換部１４でのサンプリングでは、アナログ再生信号の含まれるチャネルクロックとは非同期にサンプリングし、この非同期サンプリング信号を後段のデジタル補間フィルタ６１含むデジタル位相ロック部６０にて、チャネルクロックと同期させる信号処理方式である。

この方式のメリットは幾つかあるが、もっとも大きな効果は、位相制御のループにＡＤ変換部１４を含まずに構成できるため、ＡＤ変換部１４での遅延を無視することが可能となり、制御ループの位相余裕を十分確保することができるという点である。

また、図１４に示したように、レート可変対応型適応等化器３０の出力信号で位相制御するよう構成した場合には、等化器出力信号という適切に等化された信号を利用することが可能となるため、タンジェンシャルチルト(ディスク上の線方向におけるディスクとＰＵＨ１０との傾き)等の影響があったとしても安定した位相制御が可能となる。

また、ＨＤ ＤＶＤ規格においてもこの非同期サンプリング方式がリファレンス方式として提示されており、この方式でsbER/PRSNRを測定する必要がある。

この非同期サンプリング方式では、一般的に位相制御に使用するデジタル補間フィルタの精度確保のために、非同期サンプリングクレートを再生レートの５%〜１０%程度オーバーサンプリングする必要がある。ＨＤ ＤＶＤ規格ではこの非同期サンプリングレートを７２MHzと、チャネルレートの約１．１倍に設定している。

このため、ＨＤ ＤＶＤのこの規格を本実施形態に適用する場合は、例えば高レート時をチャネルレートの１．１倍とし、低レート時をチャネルレートの例えば(０．５×１．１1)=０．５５倍に設定する。

以下、図１４に基づいて、第３の実施形態に係る記録媒体再生装置１ｂの動作を説明する。ただし、既に第１の実施形態で詳細を説明した部分については省略する。

高レート時に、チャネルレートの１．１倍のサンプリングレートでＡＤ変換されたデジタル再生信号は、レート可変対応型オフセット制御回路４１、レート可変対応型アシンメトリ制御回路４２で波形整形される。この時の両回路はともに原理的に非同期対応であるため、１．１倍の非同期状態であっても動作する。

波形整形された信号は、次にレート可変対応型適応等化器３０により所望のＰＲクラスへの適応学習が行われる。ここでは１．１倍波形を等化するように適応学習させる必要がある。しかしながら、後段のレート可変型ビタビ復号器４３はチャネルレートで動く回路であるため、レート可変対応型適応等化器３０の等化係数学習回路３２に入力されてくる
等化誤差信号もチャネルレートの信号となる。つまり、レート可変対応型適応等化器３０に入力される再生信号と等化誤差信号とは非同期となるため、等化係数学習回路３２では両者を同期化させて等化係数の更新量を決定する必要がある。

次にレート可変対応型適応等化器３０の出力信号は、デジタル補間フィルタ６１に入力され、レート可変対応型位相比較器６３、および位相制御用ループフィルタ６２により、チャネルレートに位相制御される。このデジタル補間フィルタは、例えば特許文献１に開示されているように、数tapのＦＩＲフィルタで構成し、位相情報に基づいてタップ係数を選択するよう構成すればよい。

デジタル補間フィルタ６１からの再生信号はチャネルレートに同期化されているため、そのままレート可変型ビタビ復号器４３に入力され、バイナリデータに復号して後段に出力される。

一方、周波数ロックループ部２０ｂのレート可変対応型周波数検出器２３ｂは、波形整形された再生信号から、再生信号とチャネルレート×1.1の周波数誤差を検出するよう構成し、その周波数誤差を周波数制御用ループフィルタ２２ｂに入力するようにする。周波数制御用ループフィルタ２２ｂは、ＶＣＯ２１を制御し、非同期ながらもチャネルレートの1.1倍レートになるようクロック発振を行う。

レート切換信号により低レートが選択された場合でも基本的な動作は同じである。ＡＤ変換部１４のサンプリングレートがチャネルレートの0.55倍に設定されて動作することになる。チャネルレートの0.55倍のデータは、デジタル補間フィルタ６１の出力でチャネルレートの０．５倍（ハーフレート）に変換されることになる。

ここでは高レートと低レートのオーバーサンプル率をいずれも１０％増しとしたが、オーバーサンプル率を高レートと低レートで共通にする必要はなく、別々に設定するよう構成しても構わない。

（７）第４の実施形態
３Ｔ系符号である従来型ＤＶＤにおいては、規格上でも２値スライス回路を前提としているように、２値スライス回路でも十分なＢＥＲを確保できる場合がある。

また２Ｔ系符号であるＨＤ ＤＶＤでもシステムリードイン領域は線密度がデータ領域の１／２であるため、こちらも２値スライス回路でリード可能である。

消費電力の観点から見れば、２値スライス回路はＡＤ変換器を利用しないで構成でできるなど、ＰＲＭＬ信号処理方式に比べると、圧倒的にも低消費電力である。

このため、第４の実施形態に係る記録媒体再生装置１ｃは、２値スライス回路とＰＲＭＬ信号処理回路を両方持ち、両回路を信号品位により切り換えるという形態としている。

図１５は、第４の実施形態に係る記録媒体再生装置１ｃの構成例を示す図であり、ＰＲＭＬ信号処理回路（第１のデータ復調部）７０と、２値化スライス回路（第２のデータ復調部）７１を両方備える構成である。

また、図１６は、第４の実施形態に係る記録媒体再生装置１ｃの動作例を示すフローチャートである。

記録媒体再生装置１ｃは、初期状態として、２値化スライス回路７１と、ＰＲＭＬ信号処理回路７０のいずれかが選択設定され（ステップＳＴ３１）、再生動作が開始される（ステップＳＴ３２）。

第１の実施形態と同様に、振幅制御回路１３で振幅制御までされたアナログ再生信号(ＲＦ信号)は、ＰＲＭＬ信号処理回路７０と２値化スライス回路７１の双方に入力される。ただし、後述するデータ復調部切換制御回路７４からのデータ復調部切換信号によって必ずどちらか一方の回路しか動作をさせておらず、例えば、２値化スライス回路７１が選択されている場合には、ＰＲＭＬ信号処理回路７０は、ゲーテッドクロックされて動作せず、またＡＤ変換部１４もパワーダウンすることで電力が無駄に消費されることを防ぐようにしている。

どちらかの信号処理回路により復号されたバイナリデータは同期復調回路４４に入力される。同期復調回路４４は、第１の実施形態で述べたような動作を行い、バイトデータである復調データに変換される。復調データは次にＥＣＣ回路４５に入力されて、エラー訂正される。この時ＥＣＣ回路４５はエラー訂正したＥＣＣブロック中のエラー数をカウントしておき、ＢＥＲを測定しておく。そしてこのＢＥＲ情報を、データ復調部切換制御回路７４に出力する。

データ復調部切換制御回路７４は、ＢＥＲ情報に基づいて、例えば２値化スライス回路７１を選択している場合において、十分なエラー率が確保されている場合は、そのままで処理を行い、もしエラー率が悪くなったり、あるいは訂正不能が発生して再リード動作を行ったりする場合はデータ復調部切換信号を出力して、２値化スライス回路７１からＰＲＭＬ信号処理回路７０に切り換える。このような切換処理によって、信号品位が十分確保されている場合は、ＡＤ変換部１４を利用しない２値化スライス回路７１を使用し、信号品位に更なる向上が必要な場合は、ＰＲＭＬ信号処理回路７０を利用することができる。

この信号品位の向上に関して、図１７に２値化スライス回路７１とＰＲＭＬ信号処理回路７０との性能差を示す。

図１７は、２値スライス方式(ただし、従来型ＤＶＤは8/16変調によるもの)とPRML信号処理方式(ただし, ＨＤ ＤＶＤのETM変調によるもの)における線密度とｂＥＲとの関係を示したものであるが、図中のＤＶＤ-ＲＡＭ相当は、405nmの光源を想定した場合の値である。

図１７からわかるように、線密度が小さい場合は符号間干渉が増加するため、符号間干渉を許容するシステムであるPRML信号処理方式のほうがより優れた性能面（低いｂＥＲ）を示すことがわかる。しかし一方、線密度がある程度大きい状態(ＤＶＤ-ＲＡＭ相当)に関してもやはりPRML信号処理方式の優勢がくずれておらず、従来型ＤＶＤとＨＤ ＤＶＤのいずれも、PRML信号処理方式を選択することで性能面の向上を期待することができる。

ところで、第１の実施形態でも説明したように、ＢＥＲは計測結果がでるまで時間がかかる問題があるため、より時間のかからない性能評価手段で判断しても構わない。

ＰＲＭＬ信号処理回路７０が選択されているときには、ＰＲＭＬ信号処理回路７０から出力されるsbER等の等化誤差信号を加工して生成した評価指標を用いればよい。

また、２値化スライス回路７１が選択されているときには、データエッジとクロックエッジとの時間的揺らぎ(ジッタ)量が評価指標として一般的である。

そこで、図１５においては信号品位評価回路７２でsbER等を測定してデータ復調部切換制御回路７４に出力すると共に、ジッタ測定回路７３にてジッタを測定してデータ復調部切換制御回路７４に出力する形態としている。なお、信号品位評価回路７２、ジッタ測定回路７３、及びデータ復調部切換制御回路７４で、復調選択部を構成している。

図１６のフローチャートでは、これらの信号品位評価回路７２およびジッタ測定回路７３での評価をステップＳＴ３３で行っている。

信号品位が悪く（ステップＳＴ３４のＹＥＳ）、かつその時２値化スライス回路７１が選択されていれば（ステップＳＴ３７のＮｏ）、２値化スライス回路７１からＰＲＭＬ信号処理回路７０に切り換える（ステップＳＴ３８）。

他方、信号品位が良く（ステップＳＴ３４のＮＯ）、かつその時ＰＲＭＬ信号処理回路７０が選択されていれば（ステップＳＴ３５のＮｏ）、ＰＲＭＬ信号処理回路７０から２値化スライス回路７１に切り換える（ステップＳＴ３６）。

なお、データ復調部切換信号は、特性可変対応型プリイコライザ１２にも出力されており、ＰＲＭＬ信号処理回路７０に対する最適なイコライザ特性と、２値化スライス回路７１に対する最適なイコライザ特性とを切り換えるように特性可変対応型プリイコライザ１２を構成している。

たとえば、ＰＲＭＬ信号処理回路７０の選択時には、sbER等の信号品位評価指標が最も小さくなるような設定とし、２値化スライス回路７１の選択時にはジッタ最小になるような設定とする。両者の評価指標は再生信号に対して評価すべき部分が異なるため、必ずしも最適特性は一致しないため、信号処理回路の違いによって特性を切り換えるよう構成するのが望ましい。

以上説明してきたように、第１乃至第３の実施形態に係る記録媒体再生装置によれば、ＨＤ ＤＶＤ等で用いられる２Ｔ系符号に対しても、動作上の安定性を損なうことなく、通常のサンプリングレートからより低いサンプリングレートへ切り換えることが可能であり、これによって消費電力を低減することができる。

また、３Ｔ系符号に対しても、高レートから低レートへの切換タイミングを適切に設定することにより、切換の安定化を向上できる他、高レートと低レートとでＰＲクラスを変更することで性能向上が図れる。

また、第４の実施形態に係る記録媒体再生装置によれば、ＰＲＭＬ方式とＡＤ変換を行わない２値スライス方式とを併設し、信号品位等に基づいて両者を切り換えることで、信号品位を確保しつつ消費電力の低減が可能となる。

また、上述した説明では、記録媒体として光ディスクを例に説明したが、ＰＲＭＬ方式を採用する他の記録媒体、例えば、光磁気ディスクや磁気ディスクに対しても本実施形態は適応することができる。

なお、本発明は上記の各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

（ａ）は、３Ｔ系符号のＭＴＦ特性例を示す図であり、（ｂ）は、２Ｔ系符号のＭＴＦ特性例を示す図。 第１の実施形態に係る記録媒体再生装置の構成例を示す図。 プリイコライザの特性を説明する図。 適応等化器の動作概念を説明する図。 適応等価器のチャネルレート時とハーフレート時の動作関係を示す図。 （ａ）は、３Ｔ系符号のＭＴＦ特性とＰＲ特性との関係を示す図であり、（ｂ）は、２Ｔ系符号のＭＴＦ特性とＰＲ特性との関係を示す図。 周波数・位相引込時の高レートと低レートの切換処理例を示すフローチャート。 信号品位による高レートと低レートの切換処理例を示すフローチャート。 データ転送中における高レートと低レートの切換処理例を示すフローチャート。 ＶＦＯ領域とその信号を概念的に示す図。 ＶＦＯ領域回路の動作概念を説明する図。 ウォブル信号からＶＦＯ領域を検出する方法の説明図。 第２の実施形態に係る記録媒体再生装置の構成例を示す図。 第３の実施形態に係る記録媒体再生装置の構成例を示す図。 第４の実施形態に係る記録媒体再生装置の構成例を示す図。 第４の実施形態に係る記録媒体再生装置の再生処理例を示すフローチャート。 信号処理方式による、線密度とＢＥＲとの関係の一例を示す図。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 記録媒体再生装置
１２ 特性可変型イコライザ
１４ ＡＤ変換部
２０ ＰＬＬ部
２３ レート可変対応型周波数検出器
２４ レート可変対応型位相比較器
３０ レート可変対応型適応等化器
４０ データ復調部
４３ レート可変対応型ビタビ復号器
４５ ＥＣＣ回路
４７ アップサンプリング回路
５０ サンプリングレート切換部
５１ ＶＦＯ領域検出回路
５２ 信号品位評価回路
５３ サンプリングレート切換制御回路
７０ ＰＲＭＬ信号処理回路（第１のデータ復調部）
７１ ２値化スライス回路（第２のデータ復調部）
７２ 信号品位評価回路
７３ ジッタ測定回路
７４ データ復調部切換制御回路

Claims (22)

1. 同じ符号が少なくとも２つ以上連続する制約を有する記録符号によってデジタル記録されている記録媒体を、ＰＲＭＬ方式で再生する記録媒体再生装置において、
   前記記録媒体のアナログ再生信号をサンプリングし、デジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
   前記ＡＤ変換部のサンプリングレートを高レートから低レートに適応的に切り換えるサンプリングレート切換え部と、
   前記ＡＤ変換部にて変換されたデジタル信号を、前記高レートと前記低レートとの切換えに適合させて前記ＰＲＭＬ方式で再生、復調するデータ復調部と、
   を備えたことを特徴とする記録媒体再生装置。
2. 前記高レートは、前記記録媒体に記録されている符号ビットのビット単位の再生レートであるチャネルレート、または前記チャネルレートよりも高いサンプリングレートであり、
   前記低レートは、前記チャネルレートの半分であるハーフレート、または前記ハーフレートと前記チャネルレートの間のサンプリングレートである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の記録媒体再生装置。
3. 前記データ復調部は、
   前記ＡＤ変換部から出力される前記デジタル信号に基づいて、周波数、および位相をロックさせ、前記サンプリングレートを有するサンプリングクロックを生成するＰＬＬ部、
   を備え、
   前記サンプリングレート切換え部は、前記ＰＬＬ部にて前記周波数、および位相がロックされた後に、前記高レートから前記低レートに切り換える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の記録媒体再生装置。
4. 前記ＰＬＬ部は、
   前記ＡＤ変換部の後段にアップサンプリング部を備え、
   前記アップサンプリング部は、前記ＡＤ変換部が前記低レートでサンプリングするときに、そのサンプリングレートを前記高レートに変換する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の記録媒体再生装置。
5. 前記サンプリングレート切換え部は、
   ユーザデータの再生期間以外の期間に、前記高レートから前記低レートに切り換える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の記録媒体再生装置。
6. 前記ユーザデータの再生期間以外の期間は、ＶＦＯ領域の再生期間である、
   ことを特徴とする請求項５に記載の記録媒体再生装置。
7. 前記サンプリングレート切換え部は、
   前記データ復調部が出力する信号から信号品位評価指標を算出し、前記信号品位評価指標に基づいて前記高レートと前記低レートとを切り換える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の記録媒体再生装置。
8. 前記アナログ再生信号の帯域を制限するプリイコライザをさらに備え、
   前記プリイコライザのカットオフ周波数は、前記高レートと低レートの切換えによるサンプリングレートの変化に応じて、折り返しノイズの影響が少なくなるように設定される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の記録媒体再生装置。
9. 前記データ復調部は、
   前記ＰＲＭＬ方式で用いられるＰＲクラスを、前記高レートと前記低レートとで異なるＰＲクラスに切り換える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の記録媒体再生装置。
10. 前記ＰＲクラスは、高レート時にはＰＲ（ａ、ｂ、ｂ、ａ）であり、低レートの時には、ＰＲ（ａ，ｂ）である、
    ことを特徴とする請求項９に記載の記録媒体再生装置。
11. 前記データ復調部は、
    前記高レートの時には、前記チャネルレートよりも高いサンプリングレートで前記アナログ再生信号を周波数追従させてサンプリングし、前記低レートの時には、前記ハーフレートよりも高いサンプリングレートで前記アナログ再生信号を周波数追従させてサンプリングする周波数ロックループ部と、
    前記高レートの時には、前記チャネルレートよりも高いサンプリングレートから前記チャネルレートに変換して位相ロックさせ、前記低レートの時には、前記ハーフレートよりも高いサンプリングレートから前記ハーフレートに変換して位相ロックさせるデジタル位相ロック部と、
    を備えたことを特徴とする請求項２に記載の記録媒体再生装置。
12. デジタル記録されている記録媒体をＰＲＭＬ方式で再生する記録媒体再生装置において、
    前記記録媒体のアナログ再生信号をサンプリングし、デジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
    前記ＡＤ変換部のサンプリングレートを高レートから低レートに適応的に切り換えるサンプリングレート切換え部と、
    前記ＡＤ変換部にて変換されたデジタル信号を、前記高レートと前記低レートとの切換えに適合させて前記ＰＲＭＬ方式で再生、復調するデータ復調部と、
    を備え、
    前記サンプリングレート切換え部は、
    ユーザデータの再生期間以外の期間に、前記高レートから前記低レートに切り換える、
    ことを特徴とする記録媒体再生装置。
13. 前記ユーザデータの再生期間以外の期間は、ＶＦＯ領域の再生期間である、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の記録媒体再生装置。
14. デジタル記録されている記録媒体をＰＲＭＬ方式で再生する記録媒体再生装置において、
    前記記録媒体のアナログ再生信号をサンプリングし、デジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
    前記ＡＤ変換部のサンプリングレートを高レートから低レートに適応的に切り換えるサンプリングレート切換え部と、
    前記ＡＤ変換部にて変換されたデジタル信号を、前記高レートと前記低レートとの切換えに適合させて前記ＰＲＭＬ方式で再生、復調するデータ復調部と、
    を備え、
    前記データ復調部は、
    前記ＰＲＭＬ方式で用いられるＰＲクラスを、前記高レートと前記低レートとで異なるＰＲクラスに切り換える、
    ことを特徴とする記録媒体再生装置。
15. 前記ＰＲクラスは、高レート時にはＰＲ（ａ、ｂ、ｂ、ａ）であり、低レートの時には、ＰＲ（ａ，ｂ）である、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の記録媒体再生装置。
16. デジタル記録されている記録媒体を２値スライス方式とＰＲＭＬ方式とで再生する記録媒体再生装置において、
    前記記録媒体のアナログ再生信号をサンプリングし、デジタル信号に変換するＡＤ変換部を具備すると共に、前記ＡＤ変換部にて変換されたデジタル信号を、前記ＰＲＭＬ方式で再生、復調する第１のデータ復調部と、
    前記アナログ再生信号を２値にスライスして復調する第２のデータ復調部と、
    少なくとも前記第２のデータ復調部を選択する場合には前記第１のデータ復調部の動作を停止するようにして、前記第１のデータ復調部と前記第２のデータ復調部とを選択的に切り換える復調選択部と、
    を備えたことを特徴とする記録媒体再生装置。
17. 前記復調選択部は、
    復調されたデータのビット誤り率が所定の閾値以下のときは、前記第２のデータ復調部を選択し、前記所定の閾値を超えるときは、前記第１のデータ復調部を選択する、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の記録媒体再生装置。
18. 前記復調選択部は、
    前記第１のデータ復調部が出力する信号から信号品位評価指標を算出し、前記信号品位評価指標が所定の品位よりも良好になった場合には、前記第１のデータ復調部から前記第２のデータ復調部に切り換え、
    前記第２のデータ復調部が出力する信号からジッタ量を算出し、前記ジッタ量が所定量よりも大きくなった場合には、前記第２のデータ復調部から前記第１のデータ復調部に切り換える、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の記録媒体再生装置。
19. 同じ符号が少なくとも２つ以上連続する制約を有する記録符号によってデジタル記録されている記録媒体を、ＰＲＭＬ方式で再生する記録媒体再生装置の再生方法において、
    前記記録媒体のアナログ再生信号をサンプリングし、デジタル信号にＡＤ変換し、
    前記ＡＤ変換のサンプリングレートを高レートから低レートに適応的に切り換え、
    前記ＡＤ変換にて変換されたデジタル信号を、前記高レートと前記低レートとの切換えに適合させて前記ＰＲＭＬ方式で再生、復調する、
    ステップを備えたことを特徴とする記録媒体再生装置の再生方法。
20. デジタル記録されている記録媒体をＰＲＭＬ方式で再生する記録媒体再生装置の再生方法において、
    前記記録媒体のアナログ再生信号をサンプリングし、デジタル信号にＡＤ変換し、
    前記ＡＤ変換のサンプリングレートを高レートから低レートに適応的に切り換え、
    前記ＡＤ変換にて変換されたデジタル信号を、前記高レートと前記低レートとの切換えに適合させて前記ＰＲＭＬ方式で再生、復調する、
    ステップを備え、
    前記切換えステップでは、
    ユーザデータの再生期間以外の期間に、前記高レートから前記低レートに切り換える、
    ことを特徴とする記録媒体再生装置の再生方法。
21. デジタル記録されている記録媒体をＰＲＭＬ方式で再生する記録媒体再生装置の再生方法において、
    前記記録媒体のアナログ再生信号をサンプリングし、デジタル信号にＡＤ変換し、
    前記ＡＤ変換のサンプリングレートを高レートから低レートに適応的に切り換え、
    前記ＡＤ変換にて変換されたデジタル信号を、前記高レートと前記低レートとの切換えに適合させて前記ＰＲＭＬ方式で再生、復調する、
    ステップを備え、
    前記再生、復調するステップでは、
    前記ＰＲＭＬ方式で用いられるＰＲクラスを、前記高レートと前記低レートとで異なるＰＲクラスに切り換える、
    ことを特徴とする記録媒体再生装置の再生方法。
22. デジタル記録されている記録媒体を２値スライス方式とＰＲＭＬ方式とで再生する記録媒体再生装置の再生方法において、
    前記記録媒体のアナログ再生信号をサンプリングし、デジタル信号に変換するＡＤ変換部を具備すると共に、前記ＡＤ変換部にて変換されたデジタル信号を、前記ＰＲＭＬ方式で再生、復調する第１のデータ復調ステップと、
    前記アナログ再生信号を２値にスライスして復調する第２のデータ復調ステップと、
    少なくとも前記第２のデータ復調ステップを選択する場合には前記第１のデータ復調ステップの動作を停止するようにして、前記第１のデータ復調ステップと前記第２のデータ復調ステップとを選択的に切り換える復調選択ステップと、
    を備えたことを特徴とする記録媒体再生装置の再生方法。

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