JP2008047181A - 記録再生装置、評価値演算方法、評価値演算装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＲＭＬ復号を行う記録再生システムにおいて記録条件設定のために好適な評価値を簡易な構成で得ることができるようにする。
【解決手段】最尤復号処理に供給される等化信号についての最尤パスとビット進みシフト方向のパスの差メトリックと、等化信号についての最尤パスとビット遅れシフト方向のパスの差メトリックとの差に相当する値を信号品質評価値ｄＳＡＭとする。またこの信号品質評価値ｄＳＡＭは、最尤復号処理に供給される等化信号値と、最尤復号処理結果の復号信号から求められる理想等化信号値の誤差である等化誤差値ｅkを用いて算出する。
【選択図】図２

Description

本発明はＰＲＭＬ復号（パーシャルレスポンス最尤復号（ＰＲＭＬ：Partial Response Maximum Likelihood））を用いた記録再生を行うシステムでの記録再生装置にかかり、またその記録再生装置に用いることのできる評価値演算装置、評価値演算方法に関する。

特許第３６７４１６０号公報 特開２００４−３３５０７９号公報

光ディスク等の光記録媒体に対する記録再生装置においては、記録媒体に記録を行う際の記録条件として、レーザ光の発光パルス幅やレベル等を最適な状態に調整することが行われている。
この記録条件の調整は、再生される信号の品質の評価指標に基づいて行われるが、再生信号品質の評価値としては、ゼロクロス点もしくは２値化後のタイミングエッジ誤差を統計した平均値と分散値が一般的であった。
ここで近年、光ディスクの再生方式としてパーシャルレスポンス最尤復号（ＰＲＭＬ復号）とよばれる方式が広く採用されているが、ＰＲＭＬ復号を用いた信号再生系にとって、再生信号品質の評価指標として、より好適な評価指標が求められている。

このような状況において、例えば上記特許文献１に記載されているように、最尤復号処理における差メトリックを再生マージン評価手法とする技術が提案され、最尤復号系にとっての記録後信号品質を評価する手法が確立された。
また、上記特許文献２には最尤復号における差メトリックを用いて算出した評価値を 記録条件にフィードバックして利用する技術が提案されている。ところがこの特許文献２に記載の技術は、差メトリックによる評価値が、その誤差が時間軸と一致した評価値ではなく、記録マークのエッジ誤差と捉えられないため、マークエッジの適正化のための記録条件の調整という観点からは不都合があった。

そこで本発明は、最尤復号処理を行う記録再生システムにおいて、例えば記録条件の調整等に利用できる信号品質評価値として適切な評価値を得ること、及び評価値算出を簡易に実現することを目的とする。

本発明の記録再生装置は、記録媒体に対して、マーク及びスペースで表現される情報を書き込み、又読み出す書込／読出部と、上記書込／読出部により上記記録媒体から読み出される信号についてパーシャルレスポンス等化処理及び最尤復号処理を行って復号データを得るＰＲＭＬ復号部と、評価値演算部とを備える。この評価値演算部は、上記パーシャルレスポンス等化処理を経て上記最尤復号処理に供給される等化信号についての最尤パスとビット進みシフト方向のパスの差メトリックと、上記等化信号についての最尤パスとビット遅れシフト方向のパスの差メトリックとの差に相当する信号品質評価値を算出する。
また上記評価値演算部は、上記最尤復号処理に供給される等化信号値と、上記最尤復号処理結果の復号信号から求められる理想等化信号値の誤差である等化誤差値を用いて、上記信号品質評価値を算出する。
また上記評価値演算部は、算出した上記信号品質評価値を、上記最尤復号処理で復号された復号データパターンに応じて区別して格納する。
また上記評価値演算部で得られる上記評価値を用いて、上記書込／読出部における書込動作のための記録信号の調整を行う制御手段を、更に備える。

本発明の評価値演算方法は、記録媒体上でマーク及びスペースで表現される情報を読み出した際に、その読み出される信号の品質の指標となる信号品質評価値を算出する評価値演算方法として、上記記録媒体から読み出される信号についてパーシャルレスポンス等化処理及び最尤復号処理を行って復号データを得る場合に、上記パーシャルレスポンス等化処理を経て上記最尤復号処理に供給される等化信号についての最尤パスとビット進みシフト方向のパスの差メトリックと、上記等化信号についての最尤パスとビット遅れシフト方向のパスの差メトリックとの差に相当する信号品質評価値を算出する。

本発明の評価値演算装置は、記録媒体上でマーク及びスペースで表現される情報を読み出した際に、その読み出される信号の品質の指標となる信号品質評価値を算出する評価値演算装置として、上記記録媒体から読み出される信号についてパーシャルレスポンス等化処理及び最尤復号処理を行って復号データを得る際の、上記パーシャルレスポンス等化処理を経て上記最尤復号処理に供給される等化信号についての最尤パスとビット進みシフト方向のパスの差メトリックと、上記等化信号についての最尤パスとビット遅れシフト方向のパスの差メトリックとの差に相当する信号品質評価値を算出とする算出部を有する。

以上の本発明では、最尤復号処理に供給される等化信号についての最尤パスとビット進みシフト方向のパスの差メトリックと、等化信号についての最尤パスとビット遅れシフト方向のパスの差メトリックとの差に相当する値を信号品質評価値とする。
等化信号とは、パーシャルレスポンス等化処理が施されて最尤復号器に入力される再生信号である。
差メトリックとは、等化信号と、その等化信号に対して検出される最尤パス（最も確からしいステート遷移のパス：決定パス）とのユークリッド距離と、等化信号と対抗パス（２番目に確からしいパス）とのユークリッド距離との差分である。ＳＡＭ値とも呼ばれる。
そして、本発明では、ここでいう対抗パスとして、復号データ系列として決定される最尤パス（決定パス）と比較する場合に１ビットシフトが発生する、ビット進みシフト方向のパスと、ビット遅れシフト方向のパスを考える。
そして差メトリックとして、その等化信号と最尤パスとのユークリッド距離と、等化信号とビット進みシフト方向で考えた対抗パスとのユークリッド距離との差分を第１の差メトリックとする。また、等化信号と最尤パスとのユークリッド距離と、等化信号とビット遅れシフト方向で考えた対抗パスとのユークリッド距離との差分を第２の差メトリックとする。本発明では、この第１，第２の差メトリックの差を、信号品質評価値とする。

本発明によって算出する信号品質評価値は、等化信号に対して算出できる２つの差メトリックの差であり、この信号品質評価値は、ビットシフト方向及びシフト量を定量的に示す値となる。従って、例えば記録条件調整等への利用に適した信号品質評価値となる。
また実際には、このような信号品質評価値は、最尤復号処理に供給される等化信号値と、最尤復号処理結果の復号信号から求められる理想等化信号値の誤差である等化誤差値を用いて算出でき、簡易な装置構成で実現できるという利点もある。
信号品質評価値を、最尤復号処理で復号された復号データパターンに応じて区別して格納しておくことで、記録パターン毎の記録条件の評価や調整などに好適となる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
この実施の形態では、パーシャルレスポンス方式での記録／再生を行ない、ビタビ復号等の最尤復号を行なうＰＲＭＬ（Partial-Response Maximum-Likehood）方式において、パーシャルレスポンス特性をＰＲ（１，ｘ，ｘ，１）に選び、かつ、ＲＬＬ（１，７）符号等のランレングスリミテッド（Run Length Limited）符号を用い、最小ランレングスを１に制限した場合を例に説明する。
なお、ＰＲ（１，ｘ，ｘ，１）におけるｘは、「２」「３」など、光学特性等に合ったものを選択する。以下では、例えばＰＲ（１，２，２，１）の場合で考える。

まず、ＰＲＬＭ復号方式について簡単に述べておく。
ＰＲＭＬ復号方式は、再生信号のユークリッド距離が最小となるパーシャルレスポンス系列を検出する方式であり、パーシャルレスポンスという過程と最尤検出という過程が組み合わせた技術である。
なお、パーシャルレスポンス系列とは、ビット系列にターゲットレスポンスで定義される重みつき加算を施すことで得られる。光ディスクシステムでは、ＰＲ（１，２，２，１）がよく用いられ、これはビット系列に１，２，２，１の重みをつけて加算した値をパーシャルレスポンス値として返すものである。
パーシャルレスポンスは、１ビットの入力に対して、１ビットよりも長く出力を返す過程であって、再生信号が、連続する４ビットの情報ビットの入力に対してこれらを順に１、２、２、１を乗じて加算した信号として得られる過程が、上記のＰＲ（１，２，２，１）と表現される。
また、最尤検出とは、２つの信号の間にユークリッド距離とよばれる距離を定義して、実際の信号と想定されるビット系列から予想される信号との間の距離を調べて、その距離が最も近くなるようなビット系列を検出する方法である。なお、ここで、ユークリッド距離とは、同じ時刻での２つの信号の振幅差の二乗を全時刻にわたって加算した距離として定義される距離である。また、この距離を最小とするビット系列の探索には、後述するビタビ検出をもちいる。
これらを組み合わせたパーシャルレスポンス最尤検出では、記録媒体のビット情報から得られた信号をイコライザとよばれるフィルタでパーシャルレスポンスの過程となるように調整し、得られた再生信号と想定されるビット系列のパーシャルレスポンスとの間のユークリッド距離を調べて、その距離が最も近くなるようなビット系列を検出する。

実際にユークリッド距離が最小となるビット系列を探索するには、前述のビタビ検出によるアルゴリズムが効果を発揮する。
ビタビ検出は、所定の長さの連続ビットを単位として構成される複数のステートと、それらの間の遷移によって表されるブランチで構成されるビタビ検出器が用いられ、全ての可能なビット系列の中から、効率よく所望のビット系列を検出するように構成されている。
実際の回路では、各ステートに対してパスメトリックレジスタとよばれるそのステートにいたるまでのパーシャルレスポンス系列と信号のユークリッド距離（パスメトリック）を記憶するレジスタ、および、パスメモリレジスタとよばれるそのステートにいたるまでのビット系列の流れ（パスメモリ）を記憶するレジスタの２つのレジスタが用意され、また、各ブランチに対してはブランチメトリックユニットとよばれるそのビットにおけるパーシャルレスポンス系列と信号のユークリッド距離を計算する演算ユニットが用意されている。

ＰＲ（１，ｘ，ｘ，１）の場合のステート遷移（状態遷移）を図４に示す。
データビット列をｂk∈｛０，１｝とした場合、この系のＰＲ出力ｄkは図４のような状態遷移となり、各状態から次の状態に遷移する際にｄkが出力される。
図４においてＳＴ０００〜ＳＴ１１１は各ステートを示し、Ｃｘｘｘｘは出力を表す。これら出力Ｃｘｘｘｘは、状態遷移の際に得られる出力を表している。
例えばステートＳＴ０００の状態から考えると、入力ｂk＝０であれば、ステートＳＴ０００の状態を維持し、出力はＣ００００となる。またステートＳＴ０００の状態で入力ｂk＝１であれば、ステートＳＴ００１に移行する。ステートＳＴ０００からステートＳＴ００１への移行の際の出力はＣ０００１となる。
またステートＳＴ００１から考えると、入力ｂkはランレングス制限からｂk＝１しかあり得ず、入力ｂk＝１であれば、ステートＳＴ０１１に移行する。ステートＳＴ００１からステートＳＴ０１１への移行の際の出力はＣ００１１となる。
これらのステート遷移と出力値は以下のようになる。
Ｃ１１１１：ＳＴ１１１→ＳＴ１１１
Ｃ１１１０：ＳＴ１１１→ＳＴ１１０， Ｃ０１１１：ＳＴ０１１→ＳＴ１１１
Ｃ０１１０：ＳＴ０１１→ＳＴ１１０
Ｃ１１００：ＳＴ１１０→ＳＴ１００， Ｃ００１１：ＳＴ００１→ＳＴ０１１
Ｃ１００１：ＳＴ１００→ＳＴ００１
Ｃ１０００：ＳＴ１００→ＳＴ０００， Ｃ０００１：ＳＴ０００→ＳＴ００１
Ｃ００００：ＳＴ０００→ＳＴ０００

ビタビ検出においては、さまざまなビット系列を、上記のステートを通過するパスのひとつによって一対一の関係で対応付けることができる。また、これらのパスを通過するようなパーシャルレスポンス系列と、実際の信号との間のユークリッド距離は、上記のパスを構成するステート間遷移、すなわち、ブランチにおける前述のブランチメトリックを順次加算していくことで得られる。
さらに、上記のユークリッド距離を最小にするようなパスを選択するには、この各ステートにおいて到達する２つ以下のブランチが有するパスメトリックの大小を比較しながら、パスメトリックの小さいパスを順次選択することで実現できる。この選択情報をパスメモリレジスタに転送することで、各ステートに到達するパスをビット系列で表現する情報が記憶される。パスメモリレジスタの値は、順次更新されながら最終的にユークリッド距離を最小にするようなビット系列に収束していくので、その結果を出力する。以上のようにすると、再生信号にユークリッド距離が最も近いパーシャルレスポンス系列を生成するビット系列を効率的に検索することができる。

このようなＰＲＭＬを用いたビット検出においては、そのビット検出能力の指標として、ＳＡＭジッタを用いることが既に知られている。
ＰＲＭＬによるビット検出では、正しいビット系列から得られるパーシャルレスポンス系列と再生信号とのユークリッド距離、すなわち、正しいビット系列に対するパスメトリックが、誤りのあるビット系列から得られるパーシャルレスポンス系列と再生信号とのユークリッド距離、すなわち、誤りのあるビット系列に対するパスメトリックよりも小なる場合に、正しいビット検出が実行され、逆の場合には誤りが発生する。
従って、ＰＲＭＬのビット検出の能力は、前者のパスメトリックと後者のパスメトリックの差、すなわち、差メトリックが０からどれだけ離れているか、その大きさによって決定する。換言すれば、差メトリックが小さいほどエラー発生の可能性が高いと推定できる。
また、誤りのあるビット系列の中でも、誤りの大半を占める最も重要な系列は、正しい系列から得られるパーシャルレスポンス系列とのユークリッド距離が最も近くなるような別のパーシャルレスポンス系列を与えるビット系列である。このような系列は、たとえば、ターゲットレスポンスがＰＲ（１，２，２，１）のＰＲＭＬでは、１ビットのみ誤りがある場合である。
このため、ＰＲＭＬによるビット検出では、正しいビット系列から得られるパーシャルレスポンス系列と再生信号のユークリッド距離と、１ビットのみ誤りがあるビット系列のパーシャルレスポンス系列と再生信号のユークリッド距離の差分の大きさ、即ちＳＡＭ値（＝差メトリック）がＰＲＭＬによるビット検出の能力を決定すると考えることができる。

そして本実施の形態の記録再生装置では、ＰＲＭＬ復号方式で記録媒体から読み出した再生信号の復号（２値化）を行うが、特にその再生信号品質評価の指標として、上記のＳＡＭ値（差メトリック）そのものではなく、２つの差メトリックの差を用いるものである。

図１に、実施の形態の記録再生装置の要部の構成を示す。
情報を記録する記録媒体としての光ディスク１は、記録／再生時にはスピンドルモータ２によって回転される。
光学ヘッド３（光ピックアップ）は、レーザダイオードから出力したレーザ光を、所定の光学系により対物レンズから光ディスク１に照射する。また光ディスク１からの反射光を、所定の光学系を介してフォトディテクタに導き、反射光量に応じた電気信号を得る。また複数のフォトディテクタで検出された各光量信号に対して演算処理をおこない、記録された情報の再生信号ｓＡ（再生ＲＦ信号）や、トラッキング、フォーカスなどの各種サーボエラー信号を生成する。

記録時には、記録信号発生部９から記録信号ＤＬが光学ヘッド３に供給される。記録信号ＤＬは、光学ヘッド３内のレーザダイオードの駆動信号であり、レーザダイオードは記録信号ＤＬに応じて発光駆動される。
記録時には、光ディスク１に記録しようとする記録データが、記録データエンコーダ８で、例えばＲＬＬ（１，７）変調等のエンコード処理が施され、そのエンコード信号ＤＲが記録信号発生部９に供給される。記録信号発生部９では、エンコード信号ＤＲに応じたレーザ駆動信号としての記録信号ＤＬを生成する。
なお、レーザ駆動信号としてのパルスレベルやパルス幅、パルスエッジタイミング等の、いわゆるライトストラテジ設定は、コントローラ１０から記録条件として指示される。つまり記録信号発生部９は、レーザを発光させる強度を設定する機能と、発光時間／タイミングを設定する機能を備えており、レーザ駆動信号としての記録信号ＤＬを調整することで、光ディスク１に対する記録条件を調整することが可能である。

再生時には、光学ヘッド３で読み出された再生信号ｓＡは再生クロック生成／サンプリング４に供給される。再生クロック生成／サンプリング回路４では、ＰＬＬ回路を用いて再生信号ｓＡに同期した再生クロックＣＫを生成し、また再生信号ｓＡのサンプリングを行ってサンプリング信号（デジタル再生信号）ＤＳを出力する。再生クロックＣＫはＰＲＭＬデコーダ器５、再生データデコーダ６、評価値演算部７での処理に用いられる。
サンプリング信号ＤＳは、ＰＲＭＬデコーダ５に供給され、パーシャルレスポンス等化処理やビタビ復号処理が行われる。
ＰＲＭＬデコーダ５での復号処理で得られた復号データ（２値データ列）は、再生データデコーダ６に供給され、ＲＬＬ（１，７）変調等に対する復調処理やエラー訂正処理、デインターリーブなどの処理が施され、これによって復調された再生データが得られる。
評価値演算部７は、詳しくは後述するが、ＰＲＭＬデコーダ５での処理過程で得られる等化誤差を入力し、等化誤差値を用いて２つの差メトリックの差としての評価値を算出する。この評価値は、２つの差メトリック（ＳＡＭ）の差分に相当するものであり、評価値「ｄＳＡＭ」として後に説明する。

コントローラ１０は、記録再生装置の制御部として各部を制御するが、本例において特徴的な動作としては、評価値演算部７で得られた評価値（ｄＳＡＭ）を用いて再生信号品質を評価し、その評価結果に応じて記録条件設定処理（ライトストラテジ設定）を行う。

図２にＰＲＭＬデコーダ５及び評価値演算部７の構成を示す。
ＰＲＭＬデコーダ５においては、パーシャルレスポンス等化処理のためのイコライザが設けられるが、この例では、当該イコライザとして、最小二乗方式（ＬＭＳ）の適応型トランスバーサルフィルタ（以下、ＬＭＳ−ＴＶＦ）２１を用いている。
ＬＭＳ−ＴＶＦ２１で等化された等化信号ｙkは、ビタビ復号器２２及び遅延回路２３に供給される。
ビタビ復号器２２は、上述の最尤復号処理を行って復号データＤＴを得る。即ちビタビ復号器２２は、上述した出力Ｃ００００〜Ｃ１１１１までにある値を基準値としてメトリック計算を行い、最尤復号を行う。

この例では適応型のイコライザ（ＬＭＳ−ＴＶＦ２１）を用いていることから、遅延回路２３、期待値算出部２４、及び誤差演算器２５を備えた構成としている。
ＬＭＳ−ＴＶＦ２１は、後段のビタビ復号器２２でのデコード結果から得た出力期待値と等化後の結果の差からフィルタ係数を更新し、入力される信号をさらに等化していくものである。
このため期待値算出部２４は、ビタビ復号器２２で得られた復号データに基づいて、本来の期待される等化信号値を算出する。つまりＬＭＳ−ＴＶＦ２１から出力される等化信号値としての理想値ｄkを復号結果から算出する。なお、この理想値はＰＲ係数とのコンボリューションでも求まるが、状態遷移から出力信号を算出する事で求めるようにしてもよい。そのほうが次に述べるようにＬＭＳ−ＴＶＦ２１の等化目標値を任意に変更した場合に対応できる。
遅延回路２３は、ビタビ復号器２２及び期待値算出部２４での処理時間を吸収する為に設けられている。つまり、等化信号ｙkと、それに対応する理想値ｄkが誤差演算器２５に供給されるタイミングを調整する。
誤差演算器２５では、等化信号ｙkから理想値ｄkを減算し、これを等化誤差ｅkとして出力する。
ＬＭＳ−ＴＶＦ２１は、この等化誤差ｅkに基づいて、フィルタ係数を更新するものとなる。

なおＬＭＳ−ＴＶＦ２１の等化目標値は、通常ビタビ復号における識別基準値（Ｃ００００〜Ｃ１１１１）を使うが、それらとは別の値を設定したほうがエラーレートが良い場合がある。そのためＬＭＳ−ＴＶＦ２１の等化目標値を別途設定できる構成が設けられる。その場合変更できる識別基準値としては、Ｃ０００１、Ｃ１０００（この両者は同じ値とする）、及びＣ０１１０である。
ただしＣ０１１１、Ｃ１１１０は、Ｃ０００１の値を、Ｃ１１００、Ｃ００１１から見て対称となる値に変化させる。同様にＣ１００１は、Ｃ０１１０をＣ１１００、Ｃ００１１から見て対称となる値に変化させる。

評価値演算部７は、ｄＳＡＭ算出部３１，リーディングパターンマッチ部３２、トレイリングパターンマッチ部３３、ｄＳＡＭ格納部３４を有する構成とされる。
ｄＳＡＭ算出部３１は、上記等化誤差ｅkの値から評価値ｄＳＡＭを算出する。このｄＳＡＭ算出部３１は、図３のようにそれぞれ１クロックタイミングの遅延回路４１ａ〜４１ｄと、係数乗算器４２ａ〜４２ｅと、加算器４３を有する構成とされる。
係数乗算器４２ａ〜４２ｅの係数値としては、それぞれＣ１０００、Ｃ１１００、Ｃ０１１０、Ｃ００１１、Ｃ０００１が設定されている。
そしてこれら係数乗算器４２ａ〜４２ｅの出力値が加算器４３で加算された結果が評価値ｄＳＡＭとなる。
上述したように評価値ｄＳＡＭは、２つの差メトリックの差である。つまり等化信号と最尤パスとのユークリッド距離と、等化信号とビット進みシフト方向で考えた対抗パスとのユークリッド距離との差分を第１の差メトリックとし、また、等化信号と最尤パスとのユークリッド距離と、等化信号とビット遅れシフト方向で考えた対抗パスとのユークリッド距離との差分を第２の差メトリックとしたときに、この第１，第２の差メトリックの差が評価値ｄＳＡＭであるが、図３の構成のｄＳＡＭ算出部３１で得られる値がこれに相当する。この理由については、後に詳しく説明する。
なお、上記のようにＬＭＳ−ＴＶＦ２１の等化目標値として、Ｃ０００１、Ｃ１０００、及びＣ０１１０が変更される場合は、それに応じて係数乗算器４２ａ、４２ｅと、係数乗算器４２ｃの係数も変更される。

ｄＳＡＭ算出部３１で算出された評価値ｄＳＡＭは、リーディングパターンマッチ部３２及びトレイリングパターンマッチ部３３に供給される。
リーディングパターンマッチ部３２では、ビタビ復号器２２での復号データのリーディングエッジのパターン（スペースからマークへのパターン）を判別し、パターン毎に区別して、評価値ｄＳＡＭをｄＳＡＭ格納部３４に格納する。
トレイリングパターンマッチ部３３では、ビタビ復号器２２での復号データのトレイリングエッジのパターン（マークからスペースへのパターン）を判別し、パターン毎に区別して、評価値ｄＳＡＭをｄＳＡＭ格納部３４に格納する。
これによりｄＳＡＭ格納部３４では、評価値ｄＳＡＭが、パターン別に分類して格納される。

図７にパターンマッチの例を示す。
図７（ａ）はリーディングエッジのパターン分けの例を示している。２ｓは２Ｔスペース、３ｓは３Ｔスペース、４ｓは４Ｔスペース、ｏｖｅｒ５ｓは５Ｔ以上のスペースを示している。Ｔはチャネルクロック周期である。
また２ｍは２Ｔマーク、３ｍは３Ｔマーク、４ｍは４Ｔマーク、ｏｖｅｒ５ｍは５Ｔ以上のマーク（５Ｔ〜８Ｔ）を示している。そして例えばＸｓＹｍはＸＴスペースからＹＴマークに移行するリーディングエッジのパターンを意味する。例えば２ｓ３ｍとは、２Ｔスペースから３Ｔマークに移行するリーディングエッジのパターンである。また５ｓ５ｍは５Ｔ以上スペースから５Ｔ以上マークに移行するリーディングエッジのパターンである。
この図７（ａ）のように、リーディングエッジのパターンとして、２ｓ３ｍ、２ｓ４ｍ、２ｓ５ｍ、３ｓ２ｍ、３ｓ３ｍ・・・・５ｓ５ｍを区別する。
リーディングパターンマッチ部３２は、ビタビ復号器２２での復号データパターンとして例えば２ｓ３ｍのパターンが発生したときに算出された評価値ｄＳＡＭを、ｄＳＡＭ格納部３４に評価値ｄＳＡＭ２ｓ３ｍとして記憶させる。
また２ｓ４ｍのパターンが発生したときに算出された評価値ｄＳＡＭを、ｄＳＡＭ格納部３４に評価値ｄＳＡＭ２ｓ４ｍとして記憶させる。
つまり、図７（ａ）の各リーディングエッジパターンが復号データとして発生した際に、それらに応じて評価値ｄＳＡＭを区分して記憶させる。なお、２ｓ２ｍのパターンなど、評価値計測不要としたパターンの場合に得られた評価値ｄＳＡＭは、記憶しない。

図７（ｂ）はトレイリングエッジのパターン分けの例を示している。例えばＸｍＹｓはＸＴマークからＹＴスペースに移行するトレイリングエッジのパターンを意味する。例えば２ｍ３ｓとは、２Ｔマークから３Ｔスペースに移行するトレイリングエッジのパターンである。また５ｍ５ｓは５Ｔ以上マークから５Ｔ以上スペースに移行するトレイリングエッジのパターンである。
この図７（ｂ）のように、トレイリングエッジのパターンとして、２ｍ３ｓ、２ｍ４ｓ、２ｍ５ｓ、３ｍ２ｓ、３ｍ３ｓ・・・・５ｍ５ｓを区別する。
トレイリングパターンマッチ部３３は、ビタビ復号器２２での復号データパターンとして例えば２ｍ３ｓのパターンが発生したときに算出された評価値ｄＳＡＭを、ｄＳＡＭ格納部３４に評価値ｄＳＡＭ２ｍ３ｓとして記憶させる。
また２ｍ４ｓのパターンが発生したときに算出された評価値ｄＳＡＭを、ｄＳＡＭ格納部３４に評価値ｄＳＡＭ２ｍ４ｓとして記憶させる。
つまり、図７（ｂ）の各トレイリングエッジパターンが復号データとして発生した際に、それらに応じて評価値ｄＳＡＭを区分して記憶させる。なお、２ｍ２ｓのパターンなど、評価値計測不要としたパターンの場合に得られた評価値ｄＳＡＭは、記憶しない。

この図７のようなパターン分けは一例である。ｄＳＡＭ格納部３４としての容量に余裕があれば、例えば５Ｔ〜８Ｔを５Ｔ以上としてまとめずに、５Ｔ〜８Ｔをそれぞれ区別してパターン分けして記憶しても良い。
また、同じパターンの評価値ｄＳＡＭであっても、それが得られる毎に、評価値ｄＳＡＭを追加的に記憶させても良いし、加算値を記憶しても良い。
例えば、２ｓ３ｍのパターンが発生するたびに、評価値ｄＳＡＭを格納していくことで、複数の評価値ｄＳＡＭ２ｓ３ｍを保存していくようにしてもよいし、２ｓ３ｍのパターンの場合の評価値は累積加算して加算値を１つの評価値ｄＳＡＭ２ｓ３ｍとして保存されるようにしてもよい。但し加算値を記憶する場合は、加算数（つまり当該パターン発生数）の値を記憶しておくようにすることが好適である。

本実施の形態の記録再生装置では、以上のように評価値演算部７で評価値ｄＳＡＭを算出し、例えばパターン分けして評価値ｄＳＡＭ２ｓ２ｍ・・・・ｄＳＡＭ５ｍ５ｓとして記憶する。
コントローラ１０は、例えば記録条件としてライトストラテジ調整を行う際などに、記録条件を多様に変化させて記録を行い、それらを再生したときに得られる評価値ｄＳＡＭを確認していくことで、最適な記録条件を判別し、最適な記録条件に調整することができる。

以下では、このような記録条件調整（ライトストラテジ調整）などに用いる評価値ｄＳＡＭについて説明していく。
先に述べたように、特にＰＲＭＬ再生系を備えた光ディスク記録再生装置において、信号品質（即ちここではライトストラテジとしての記録条件に応じた書込信号の品質）を評価する指標として、ＳＡＭ値がある。本例で言う評価値ｄＳＡＭとは、ＳＡＭ値を発展させた評価指標であり、再生波形がビットシフトとしての進み方向、遅れ方向のどちらにシフトしているか、及びシフト量を表す指標として定義される。

既に知られているように、ＳＡＭ値は、ビタビ復号においてのメトリック計算で得られる等化処理された再生信号（等化信号）と決定パス（最尤パス）とのユークリッド距離と、等化信号と対抗パスのユークリッド距離との差を指すもので、次の（数１）で表せる。

ここでｙkはＬＭＳ−ＴＶＦ２１による等化後の値、ｄkは決定パスの予想出力値、ｄ’kは対抗パスの予想出力値である。
対抗パスとは、状態遷移において分岐のあるところから発生している。記録波形でいうところでは短く記録されたり、長めに記録されたりすることがある。それによって復号データでみると、ビットがシフトしたように見える。
例えば図５の「ＲＦ」は等化信号系列（つまりｙk値の系列）を示し、「Ｐａ」は等化信号系列ＲＦに対しての決定パスである（ｄk系列）。またこの場合、「ＰｂR」は等化信号系列ＲＦに対する対抗パスとなる（ｄ’k系列）。
上記（数１）のとおり、この場合、等化信号系列ＲＦと決定パスＰａのユークリッド距離と、等化信号系列ＲＦと対抗パスＰｂRのユークリッド距離との差がＳＡＭ値となる。

本来の状態遷移である決定パスに対して、対抗パスは、長めのマーク記録（ビット進みシフト）又は短めのマーク記録（ビット遅れシフト）を生じさせるパスである。
例えば図５において本来の状態遷移である決定パスＰａに対する対抗パスＰｂRは、遅れ方向のビットシフトが生じるパスである。
つまり復号データでみると、決定パスＰａは図６のｂk（４Ｔスペース−４Ｔマーク）に対し、対抗パスＰｂRは、図６のｂ’k（５Ｔスペース−３Ｔマーク）のように１ビット遅れのシフトが発生した復号データ系列となる。（網掛け部分はマークのイメージ）
また、図５において「ＰｂL」を対抗パスと考えた場合、決定パスＰａに対する対抗パスＰｂLは、進み方向のビットシフトが生じるパスである。
つまり復号データでみると、決定パスＰａは図６のｂk（４Ｔスペース−４Ｔマーク）に対し、対抗パスＰｂLは、図６のｂ”k（３Ｔスペース−５Ｔマーク）のように１ビット進みのシフトが発生した復号データ系列となる。

このように、本来の状態遷移である決定パス（ｄk系列）に対してビット進みシフトの場合の対抗パス（ｄ”k系列）を考えた場合のＳＡＭ値をＳＡＭ_leadとし、また決定パス（ｄk系列）に対してビット遅れシフトの場合の対抗パス（ｄ’k系列）を考えた場合のＳＡＭ値をＳＡＭ_ragとした場合、ＳＡＭ_lead、ＳＡＭ_ragは次の（数２）（数３）のようになる。

そして、記録されている信号が、進み方向、遅れ方向のどちらにシフトしているか判断しようとする場合、この（数２）と（数３）の大きさを比較するればよいことになる。つまり（ＳＡＭ_lead）−（ＳＡＭ_rag）の値を求めればよい。すると、ビットシフトが無い場合は、（ＳＡＭ_lead）−（ＳＡＭ_rag）の値は０であり、０以外の場合は、その値の正負により遅れているか、進んでいるかわかる。また、当該値の大きさは、どれくらい進んでいるか、もしくは遅れているかというシフト量も示している。
本例においては、この（ＳＡＭ_lead）−（ＳＡＭ_rag）を、評価値ｄＳＡＭとする。

この（ＳＡＭ_lead）−（ＳＡＭ_rag）である評価値ｄＳＡＭ、つまり（数２）−（数３）は、次の（数４）ように表すことができる。

また、図２の構成において説明したように、等化誤差ｅkを考えると、ｙk−ｄk＝ｅkであるため、上記（数４）は、次の（数５）のように表すことができる。

ここで（数５）における第３項は進み方向の１ビットシフトのデータとのユークリッド距離であり、また第６項は、遅れ方向の１ビットシフトのデータとのユークリッド距離であって、両者は同じ値となる。よって（数５）の式は、第２項、第５項だけで表され、さらに（数６）のように変形できる。

ここで出力ｄ”k、ｄ’k、ｄkは、そもそも元となるビットデータ列ｂ”k、ｂ’k、ｂkの応答の関係であり、その応答を意味する演算をＭ(k)とすると（この演算は一般にはＰＲ多項式とのコンボリューションとなるが）、
ｄk＝Ｍ(ｂk)
であるから
ｄ”k−ｄ’k＝Ｍ(ｂ”k−ｂ’k)
となる。

ここでｂ”k−ｂ’kをビットシフトパターンＥkとすると、以下のようになる。
ｂk ＝｛０，０，０，０，０，１，１，１，１，ｘ・・・｝
ｂ”k＝｛０，０，０，０，１，１，１，１，１，ｘ・・・｝
ｂ’k＝｛０，０，０，０，０，０，１，１，１，ｘ・・・｝
Ｅk ＝｛０，０，０，０，１，１，０，０，０，ｘ・・・｝
である。ｂkが時刻kで「１」になったとすると、ｂ”k−ｂ’kであるＥkが「１」となるのは、時刻k-1及び時刻kのみとなる。

以上から、上記（数６）は、Ｅkの出力応答と等価誤差ｅkの積の総和で表される。しかしＥkは時刻k-1及び時刻kのときのみ「１」なので、Ｍ(Ｅk)はシンプルな多項式で表示される。
このＭ(Ｅk)の出力は、時刻k-1を起点に、時刻k-1→時刻k→時刻k+1→時刻k+2と考えると、図４に挙げた状態遷移図のとおりに、
Ｃ０００１→Ｃ００１１→Ｃ０１１０→Ｃ１１００→Ｃ１０００
となり、 これ以外はＣ００００となり、Ｃ００００は応答無しの０であるので、最終的には（数６）は、

という式になる。
なお、（数７）はスペースからマークに至る場合で、マークからスペースに至る場合は、（数７）の極性が反対になる。

結局、評価値ｄＳＡＭは、（数７）の通りに考えることができる。即ち（数７）は、評価値ｄＳＡＭは、等化誤差（ｅk-1、ｅk、ｅk+1、ｅk+2、ｅk+3）について、Ｃ０００１、Ｃ００１１、Ｃ０１１０、Ｃ１１００、Ｃ１０００の、Ｃ００００＝０とした識別基準値の比を係数とした演算を行って求めることができ、即ち図３に示した構成のｄＳＡＭ算出部３１で、この評価値ｄＳＡＭを求めることができることが理解される。

以上のように本実施の形態では、ＳＡＭ値（差メトリック）の差としての評価値ｄＳＡＭを算出する。そして特には等化誤差ｅkを用いて簡易な構成で、この評価値ｄＳＡＭを求めることができる。
この評価値ｄＳＡＭは、ビットシフトの方向及びシフト量を定量的に示すため、記録品質の評価に非常に好適であり、特にライトストラテジ調整の際の指標として適している。
また、図２の構成で説明したように、評価値ｄＳＡＭを復号データパターン毎に区別して格納することで、記録条件設定の評価にも役立つものとなる。
さらに、評価値ｄＳＡＭをシンプルな構成で求めることができることは、ハードウエアによる実現が簡単であるという利点も導かれる。

以上、実施の形態を説明してきたが、本発明は多様な変形例が考えられる。
評価値演算部７は、評価値ｄＳＡＭを、エッジの前後のマーク長、スペース長に応じて分類して保存するようにしたが、パターンの前後の状態検出をさらに拡張して、前々、後々のマーク長、スペース長に応じて分類してもよい。
また上記各例はＰＲ（１，ｘ，ｘ，１）を前提に記載をしているが、例えばＰＲ（１，２，１）など、他のパーシャルレスポンス等化方式においても本発明が適用可能である。
即ち上記（数７）で示した評価値ｄＳＡＭは、上述のようにビットシフトパターンＥk（＝ｂ”k−ｂ’k）として、０，０，０，０，１，１，０，０，０，ｘ・・・というパターンが得られた状態に応じたものとして求められるが、これは任意のパーシャルレスポンス系における２Ｔ信号の識別応答パターンといえる。従って、上記（数７）で示される評価値ｄＳＡＭは、任意のパーシャルレスポンス系に２Ｔ信号を応答させて得られる識別応答と等化誤差ｅkの積の和である。このような評価値ｄＳＡＭを、各種のパーシャルレスポンス等化方式において適用することで、本発明としての効果が得られる。
また評価値ｄＳＡＭを生成する評価値演算部７は、記録再生装置内に組み込まれるものとしているが、記録再生装置の外部機器として構成し、記録再生装置に対して用いる単体の評価装置とすることも可能である。
また光ディスク以外の記録媒体に対するシステムでの記録再生装置、評価値演算装置、評価値演算方法としても本発明は適用できる。

本発明の実施の形態の記録再生装置の要部のブロック図である。 実施の形態のＰＲＭＬデコーダ及び評価値演算部のブロック図である。 実施の形態のｄＳＡＭ算出部の構成のブロック図である。 ビタビ復号における状態遷移の説明図である。 決定パスと対抗パスの説明図である。 ビットシフトの説明図である。 実施の形態の評価値演算部のパターン分けの説明図である。

符号の説明

１ 光ディスク、３ 光学ヘッド、４ 再生クロック生成／サンプリング回路、５ ＰＲＭＬデコーダ、６ 再生データデコーダ、７ 評価値演算部、８ 記録データエンコーダ、９ 記録信号発生部、１０ コントローラ、２１ ＬＭＳ−ＴＶＦ、２２ ビタビ復号器、２３ 遅延回路、２４ 期待値算出部 ２５ 誤差演算器、３１ ｄＳＡＭ算出部、３２ リーディングパターンマッチ部、３３ トレイリングパターンマッチ部、３４ ｄＳＡＭ格納部

Claims (6)

1. 記録媒体に対して、マーク及びスペースで表現される情報を書き込み、又読み出す書込／読出部と、
   上記書込／読出部により上記記録媒体から読み出される再生信号についてパーシャルレスポンス等化処理及び最尤復号処理を行って復号データを得るＰＲＭＬ復号部と、
   上記パーシャルレスポンス等化処理を経て上記最尤復号処理に供給される等化信号についての最尤パスとビット進みシフト方向のパスの差メトリックと、上記等化信号についての最尤パスとビット遅れシフト方向のパスの差メトリックとの差に相当する信号品質評価値を算出する評価値演算部と、
   を備えたことを特徴とする記録再生装置。
2. 上記評価値演算部は、上記最尤復号処理に供給される等化信号値と、上記最尤復号処理結果の復号信号から求められる理想等化信号値の誤差である等化誤差値を用いて、上記信号品質評価値を算出することを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
3. 上記評価値演算部は、算出した上記信号品質評価値を、上記最尤復号処理で復号された復号データパターンに応じて区別して格納することを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
4. 上記評価値演算部で得られる上記評価値を用いて、上記書込／読出部における書込動作のための記録信号の調整を行う制御手段を、更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
5. 記録媒体上でマーク及びスペースで表現される情報を読み出した際に、その読み出される信号の品質の指標となる信号品質評価値を算出する評価値演算方法として、
   上記記録媒体から読み出される信号についてパーシャルレスポンス等化処理及び最尤復号処理を行って復号データを得る場合に、
   上記パーシャルレスポンス等化処理を経て上記最尤復号処理に供給される等化信号についての最尤パスとビット進みシフト方向のパスの差メトリックと、上記等化信号についての最尤パスとビット遅れシフト方向のパスの差メトリックとの差に相当する信号品質評価値を算出することを特徴とする評価値演算方法。
6. 記録媒体上でマーク及びスペースで表現される情報を読み出した際に、その読み出される信号の品質の指標となる信号品質評価値を算出する評価値演算装置として、
   上記記録媒体から読み出される信号についてパーシャルレスポンス等化処理及び最尤復号処理を行って復号データを得る際の、上記パーシャルレスポンス等化処理を経て上記最尤復号処理に供給される等化信号についての最尤パスとビット進みシフト方向のパスの差メトリックと、上記等化信号についての最尤パスとビット遅れシフト方向のパスの差メトリックとの差に相当する信号品質評価値を算出とする算出部を有することを特徴とする評価値演算装置。

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