JP2008276882A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録条件の悪化等が原因で生じるアシンメトリを正確に補正することが可能な光ディスク装置を提供する。
【解決手段】光ディスク１から再生された再生信号をサンプリングするＡＤ変換器５、再生信号のアシンメトリを検出するアシンメトリ検出器４を具備する。また、検出されたアシンメトリ検出結果に基づいてアシンメトリを補正するための補正係数を導出する補正係数導出器１２を具備する。そして、補正器１３により再生信号のサンプリング値を補正係数に基づいて補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクに情報を記録又は再生する光ディスク装置、特に再生信号の非対称性であるアシンメトリの補正に関するものである。

近年、光ディスク装置の記録密度は年々向上し、高密度記録が行なえるようになっている。高密度記録を行う場合には、記録パワー等が不適正な記録条件で記録されたデータを読み出した再生信号には、アシンメトリという歪が生じることがある。

図１０はアシンメトリのない場合のＡＤ変換後の再生信号、ヒストグラム、サンプリング分布を示している。図１０（ａ）の黒い部分は記録マークを、白抜き部分は記録スペースをそれぞれ示す。図１０（ａ）の記録マーク・スペースを読み出したのが図１０（ｂ）のＡＤ変換後の再生信号である。

図１０（ｂ）の黒点はデジタル信号に変換する際のサンプル点である。サンプル値は−αからαの７値に分類できる。ＡＤ変換後の再生信号はショートマーク、ロングマークに拘わらず０基準値を中心に対称であることが分かる。ＡＤ変換後の再生信号のサンプル値をヒストグラム表示したのが図１０（ｃ）である。

更に、図１０（ｃ）の各サンプリング値の平均値をプロットしたのが図１０（ｄ）に示すサンプリング分布である。図１０（ｄ）の横軸はＡＤ変換後の再生信号基準値、縦軸はＡＤ変換後の再生信号のサンプリング値である。

これに対して、図１１はアシンメトリのある場合のＡＤ変換後の再生信号、ヒストグラム、サンプリング分布を示している。図１１（ａ）の黒い部分は記録マークを、白抜き部分は記録スペースをそれぞれ示す。図１１（ａ）は記録パワーが最適記録パワーより大きすぎる場合である。一方、記録パワーが最適記録パワーより小さすぎる場合にはマークよりもスペースの方が大きくなる。

ここで、アシンメトリがあるとマークとスペースの比が違うことが分かる。図１１（ａ）の記録マーク・スペースを読み出したのが図１１（ｂ）のＡＤ変換後の再生信号である。図１１（ｂ）の黒点はデジタル信号に変換する際のサンプル点である。サンプル値は−αからαの７値に分類できる。ＡＤ変換後の再生信号はロングマークの中心値とショートマークの中心値がずれていることが分かる。

次に、ＡＤ変換後の再生信号のサンプル値をヒストグラム表示したのが図１１（ｃ）である。更に、図１１（ｃ）の各サンプリング値の平均値をプロットしたのが図１１（ｄ）に示すサンプリング分布である。図１１（ｄ）の横軸はＡＤ変換後の再生信号基準値、縦軸はＡＤ後の再生信号サンプリング値である。

アシンメトリのある場合のＡＤ変換後の再生信号をサンプリング分布で表すと、アシンメトリのない場合のＡＤ変換後の再生信号に比べ、０基準値を中心とした円弧状のずれがあることが分かる。

このようにアシンメトリがある場合には、ＡＤ変換後の再生信号は各基準値から非対称にずれてしまう。この非対称なずれがあると、後段の等化器ではずれを残したままの等化しかできないため、ビタビ復号器での復号性能が悪化する。

アシンメトリを補正するための従来技術には以下の方法がある。即ち、パーシャルレスポンス方式で決まるビタビ復号器で復号する際の各基準値と、ビタビ復号器入力値とのずれ量を検出する。次に、検出したずれ量に応じて各基準値を変えることで、アシンメトリによるずれを吸収してビタビ復号を行う。このような従来例は、特許文献１（特開平１０−２６１２７２号公報）等に詳しく記載されている。
特開平１０−２６１２７２号公報

上記従来例ではビタビ復号器の各基準値を変えているため、ビタビ復号器の隣接する各基準値を超えるようなアシンメトリがある場合には、最適な各基準値を求めることができない。更に、各基準値を変えることで各基準値間隔が狭くなると、ノイズに対するビタビ復号器の復号マージンを減らしてしまうことになる。

また、ビタビ復号器を用いない場合でもアシンメトリがあるとショートマークの中心値とロングマークの中心値がずれるので、最適なスライス値が得られず、復号性能が悪化してしまう。また、アシンメトリがある再生信号を等化器で等化しようとすると、ずれが大きすぎる場合には所望の特性から更にずれてしまうことがある。また、復号動作のために必要となるクロックを生成するＰＬＬにおいて、アシンメトリの影響で生成クロックジッタ及び位相誤差が増大し、エラーレートの低下を招いていた。

本発明の目的は、記録条件の悪化等が原因で生じるアシンメトリを正確に補正することが可能な光ディスク装置を提供することにある。

本発明は、光ディスクから再生された再生信号をサンプリングする手段と、再生信号のアシンメトリを検出する手段と、検出されたアシンメトリ検出結果に基づいてアシンメトリを補正するための補正係数を導出する手段とを具備する。また、再生信号のサンプリング値を補正係数に基づいて補正する手段と、補正された再生信号のサンプリング値に基づいて情報を復号する手段とを備えている。

本発明によれば、再生信号のアシンメトリに基づいて再生信号のサンプリング値を補正することにより、ビタビ復号器の復号マージンを減らすことなく、再生性能の劣化を軽減することができる。また、アシンメトリがある再生信号に対して等化する場合に比べて精度良く等化することができる。

更に、ＰＬＬにおいてもアシンメトリを補正した再生信号からクロックを生成することでジッタを最小限に抑えることができる。また、復号方法としてビタビ復号を用いずにレベルスライスで復号する場合でも、アシンメトリを補正した再生信号を２値化するので再生性能を確保することができる。

次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳しく説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明に係る光ディスク装置の一実施形態を示すブロック図である。図１では本発明に係るアシンメトリ補正回路及びその周辺の構成を示す。そのため、図１では光ディスクに情報を記録するのに必要な回路、フォーカス制御やトラッキング制御を行う回路等は省略している。また、光ディスクを回転駆動する回路や機構、装置の各部をコントロールする回路等、その他の回路や機構等も省略している。

ここで、光学ヘッド２は光ディスク１に照射するレーザの反射光を受光し、この反射光に基づいて光ディスク１に記録されている記録データを再生信号として生成する。光学ヘッド２から読み出された再生信号はＡＧＣ３により振幅調整され、出力振幅がほぼ一定のＡＧＣ出力信号が出力される。

次に、アシンメトリ検出器４は図１１のサンプリング分布に示すようにＡＧＣ出力信号の０基準値に対するずれ量を検出してデジタル信号に変換し、アシンメトリ検出結果ｋとしてアシンメトリ補正器６に出力する。アシンメトリ検出器４及びアシンメトリ検出結果ｋについては詳しく後述する。

ＡＤ変換器５はアナログ値であるＡＧＣ出力信号をデジタル値に変換し、ＡＤ変換後の再生信号を出力する。アシンメトリ補正器６には、ＡＤ変換器５からのＡＤ変換後の再生信号と、アシンメトリ検出器４からのアシンメトリ検出結果kが入力される。アシンメトリ補正器６はアシンメトリ検出結果kを用いてＡＤ変換後の再生信号を補正し、補正後の再生信号として出力する。

この補正後の再生信号は等化器７で所望のパーシャルレスポンス特性になるように波形等化され、等化信号として出力される。この等化信号に基づいてＰＬＬ８において等化信号に同期したクロックが生成される。生成されたクロックにより各回路動作が制御される。ＰＬＬ８については詳しく後述する。ビタビ復号器９は等化信号に基づいて再生データを復号する。等化器７は等化後の等化信号とビタビ復号器９の基準値との比較結果をフィードバックし、その差がなくなるように等化器のタップ係数を制御する。

図２はＰＬＬ８の一例を示す。ＰＬＬ８は等化信号とＶＣＯ１６の出力信号との位相誤差を検出する位相誤差検出回路１４と、検出した位相誤差を直流電圧に変換するＬＰＦ１５と、入力電圧に応じて出力周波数が変化するＶＣＯ１６で構成されている。ＶＣＯ１６がＰＬＬ回路のループを制御することで、正確に同期した周波数の信号を出力でき、各回路動作を制御するクロックを生成することができる。

図３はアシンメトリ検出器４の一例を示すブロック図である。アシンメトリ検出器４にはＡＧＣ３からＡＧＣ出力信号が入力され、ＡＧＣ出力信号のアシンメトリを求めてアシンメトリ検出結果ｋを出力する。具体的には、まず、リミッタ１０はＡＧＣ出力信号のうちアシンメトリの影響が大きいショートマークの振幅のみをリミットしないようにリミット値を設定する。

次に、リミットした信号をＬＰＦ１１に通してＤＣ値を検出する。つまり、検出したＤＣ値は概略ショートマークのＤＣ値を示す。ここで、検出したＤＣ値をフィードバックしてリミット１０でのリミットセンター値に用いることで、的確にショートマークの振幅の中心値を検出する。

この検出したＤＣ値をＡＤ変換器１７でデジタル値に変換し、アシンメトリ検出結果ｋとしてアシンメトリ補正器６に出力する。このように検出することで、０基準値のずれに比例した出力を得ることができる。尚、ＡＤ変換の際に所定のゲインを与えることで、ＡＤ変換器５との比率を合わせている。

但し、今回例示した方法以外にも、ビタビ復号器の各基準値に相当するＡＤ変換後の再生信号のサンプリング値を積算し、その平均値を求めることでアシンメトリ検出結果ｋとしても良い。

次に、本実施形態のアシンメトリ補正器６の詳細な構成について説明する。図４の実線はアシンメトリのある場合（補正前）のＡＤ変換後の再生信号のサンプリング分布を示す。横軸は補正後の再生信号、縦軸はＡＤ変換後の再生信号である。図４に示すようにアシンメトリがある場合には、ＡＤ変換後の再生信号のサンプリング分布は０値付近を中心とした円弧状になる。

図５はアシンメトリ補正器６の一例を示す。アシンメトリ補正器６にはＡＤ変換器５からのＡＤ変換後の再生信号と、アシンメトリ検出器４からのアシンメトリ検出結果ｋが入力される。アシンメトリ補正器６はアシンメトリ検出結果ｋに基づいてＡＤ変換後の再生信号を補正し、補正後の再生信号として出力する。

具体的には、図４に示すようにアシンメトリ検出結果ｋとＡＤ変換器５からの出力であるＡＤ変換後の再生信号のピーク値とボトム値との３点から２次関数での近似式を求め、その係数を明らかにする。３点を（α、α）、（−α、−α）、（０、ｋ）とし、ｘについて解くと式（１）のようになる。

ｘ＝ａｙ^２＋ｂｙ＋ｃ …（１）
尚、ａ＝ｋ／α^２、ｂ＝−１、ｃ＝−ｋである。

補正係数導出器１２はｙ^２の係数ａと、ｙの係数ｂと、係数ｃとをそれぞれ算出し、補正器１３に出力する。補正器１３は補正係数導出器１２からの係数ａ、ｂ、ｃと、ＡＤ変換器５からのＡＤ変換後の再生信号に基づいて演算する。詳しくは近似式（１）を用いて二乗演算、係数乗算ならびに加算の各演算器（図示せず）により補正後の再生信号ｘを求め、等化器７に出力する。

その結果、図４に破線で示すように再生信号のサンプリング値が補正され、等化器７に出力される。等化器７は補正後の再生信号のサンプリング値を用いて等化を行い、ビタビ復号器９にて復号を行う。

ここで、本実施形態では、上述のようにＡＤ変換後の再生信号のサンプリング値ｙを、２次関数の近似式（１）と係数ａ、ｂ、ｃを用いて補正し、補正後の再生信号のサンプリング値ｘを算出する。

係数ａ、ｂ、ｃは上述の２次関数での近似式に基づく補正係数であり、アシンメトリ検出結果ｋとＡＤ変換後の再生信号のサンプリング値から導出する。そして、その補正係数に基づいてＡＤ変換後の再生信号のサンプリング値ｙを補正し、補正後の再生信号のサンプリング値ｘを得ている。

本実施形態では、上記補正により非対称となったＡＤ変換後の再生信号の各サンプリング値が補正され、ほぼ対称に分布する場合と同等の分布に補正できる。従って、不適正な記録条件で記録された記録データでも再生性能の劣化を軽減することができる。即ち、各基準値間隔が狭くならないので、ノイズに対するビタビ復号器の復号マージンを確保することができる。

本発明は、以上のように光ディスク１に情報を記録又は再生する光ディスク装置において、光ディスク１から再生された再生信号をサンプリングする手段（ＡＤ変換器５）と、再生信号のアシンメトリを検出する手段（アシンメトリ検出器４）とを備えている。また、検出されたアシンメトリ検出結果ｋに基づいてアシンメトリを補正するための補正係数を導出する手段（補正係数導出器１２）と、再生信号のサンプリング値を補正係数に基づいて補正する手段（補正器１３）とを備えている。更に補正された再生信号のサンプリング値に基づいて情報を復号する手段（ビタビ復号器９）を備えている。

また、補正係数導出手段はアシンメトリ検出結果と再生信号のサンプリング値の所定レベルから２次関数での近似式に基づく補正係数を導出する。

尚、上述の説明では２次関数の近似式に基づき補正係数を導出しているが、これに限らず３次以上のｎ次関数の近似式に基づき補正係数を導出しても良い。即ち、補正係数導出手段はアシンメトリ検出結果と再生信号のサンプリング値の所定レベルからｎ次関数での近似式に基づく補正係数を導出しても良い。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態との違いはアシンメトリ補正器６の構成が異なる点である。即ち、第１の実施形態では円弧状の非対称性を２次関数で近似したが、本実施形態では２種類の直線で近似するものである。その他の構成は図１と同様である。

図６は本実施形態のアシンメトリ補正器６の回路構成を示す。アシンメトリ補正器６にはＡＤ変換器５からのＡＤ変換後の再生信号と、アシンメトリ検出器４からのアシンメトリ検出結果ｋが入力される。アシンメトリ補正器６はアシンメトリ検出結果ｋに基づいてＡＤ変換後の再生信号を補正し、補正後の再生信号を出力する。

具体的には、図７に示すようにアシンメトリ検出結果ｋとＡＤ変換器５からのＡＤ変換後の再生信号のピーク値とボトム値との３点から２本の１次関数での近似式を求め、その係数を明らかにする。図７の横軸は補正後の再生信号、縦軸はＡＤ変換後の再生信号である。３点を（α、α）、（−α、−α）、（０、ｋ）とし、ｘについて解くと式（２）のようになる。

…（２）

尚、ｄ＝−（１＋ｋ）／α、ｅ＝−ｋ、ｆ＝−（１−ｋ）／α、ｇ＝−ｋである。

補正係数導出器１２はｙ≧ｋの時の係数ｄ、係数ｅ、ｙ＜ｋの時の係数ｆ、係数ｇをそれぞれ補正器１３に出力する。補正器１３は補正係数導出器１２からの係数ｄ、ｅ、ｆ、ｇと、ＡＤ変換器５からのＡＤ変換後の再生信号に基づいて演算する。詳しくは、近似式（２）を用いてセレクタ、係数乗算ならびに加算の各演算器（図示せず）により補正後の再生信号ｘを求め、等化器７に出力する。

その結果、図７に破線で示す補正後のサンプリング分布のように再生信号のサンプリング値が補正され、等化器７に出力される。等化器７は補正後の再生信号のサンプリング値を用いて等化を行い、ビタビ復号器９にて復号を行う。

ここで、本実施形態では、上述のようにＡＤ変換後の再生信号のサンプリング値ｙを、近似式（２）と係数ｄ、ｅ、ｆ、ｇを用いて補正し、補正後の再生信号のサンプリング値ｘを算出する。

係数ｄ、ｅ、ｆ、ｇは上述の近似式（２）に基づく補正係数であり、アシンメトリ検出結果ｋとＡＤ変換後の再生信号のサンプリング値から導出する。そして、その補正係数に基づいてＡＤ変換後の再生信号のサンプリング値ｙを補正し、補正後の再生信号のサンプリング値ｘを得ている。

本実施形態の補正係数導出手段は、アシンメトリ検出結果と再生信号のサンプリング値の所定レベルから２つの１次関数での近似式に基づく補正係数を導出する。

本実施形態では、第１の実施形態と同様に非対称となったＡＤ変換後の再生信号のサンプリング値をほぼ対称に分布する場合と同等の分布に補正でき、不適正な記録条件で記録された記録データでも再生性能の劣化を軽減できる。即ち、各基準値間隔が狭くならないのでノイズに対するビタビ復号器の復号マージンを確保できる。更に、第１の実施形態に比べて二乗演算器が少ない回路構成で実現できる。

尚、上述の説明では、２つの１次関数での近似式に基づき補正係数を導出しているが、２以上の１次関数での近似式に基づき補正係数を導出しても良い。即ち、補正係数導出手段はアシンメトリ検出結果と再生信号のサンプリング値の所定レベルから２つ以上の１次関数での近似式に基づく補正係数を導出しても良い。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第１の実施形態と異なるのは同様にアシンメトリ補正器６の構成である。本実施形態ではアシンメトリ補正テーブルを用いて再生信号のサンプリング値の補正を行う。

図８は本実施形態のアシンメトリ補正器６の回路構成を示す。補正係数導出器１２は図９に示すアシンメトリ補正テーブルを参照し、アシンメトリ検出結果ｋとＡＤ変換後の再生信号から該当する補正係数ｈを選択し、補正器１３に出力する。補正器１３は補正係数導出器１２からの補正係数ｈに基づいてＡＤ変換後の再生信号を補正する。

ここで、図９のアシンメトリ補正テーブルについて説明する。図９の例では、例えば、再生信号のサンプリング値のピーク値を６、ボトム値を−６としている。アシンメトリ検出結果ｋは第１の実施形態と同様にアシンメトリ検出器４によって検出された検出結果である。

図９のアシンメトリ補正テーブルは、例えば、第１の実施形態の（１）式と係数ａ、ｂ、ｃに基づいてＡＤ変換後の再生信号のサンプリング値ｙに対する補正後のサンプリング値ｘの比を、アシンメトリ検出結果ｋ毎に補正係数としてテーブル化したものである。もちろん、第２の実施形態の２つの１次関数の（２）式と係数に基づいて補正係数をテーブル化しても良い。

例えば、アシンメトリ検出結果がｋ＝１．２で（図９のアシンメトリ検出結果ｋが１／６ピーク値から１／３ピーク値に該当）、再生信号のサンプリング値が４．７（図９のＡＤ変換後の再生信号ｙが３／６ピーク値から５／６にピーク値に該当）とする。その場合、補正係数導出器１２は図９の補正テーブルを参照し、補正関数（３）はｘ＝０．９ｙとなるため、補正係数h＝０．９を導出する。

補正器１３はＡＤ変換後の再生信号を補正係数ｈを用いて補正し、補正後の再生信号ｘを算出する。例えば、上述のようにＡＤ変換後の再生信号ｙ＝４．７の場合にはｘ＝０．９×４．７＝４．２３となる。このようにＡＤ変換後の再生信号のサンプリング値を補正テーブルを用いて補正する。得られた補正後の再生信号ｘは等化器７に出力され、ビタビ復号器９にて復号を行う。

ここで、アシンメトリ補正テーブルの補正係数ｈは第１の実施形態の（１）式と係数ａ、ｂ、ｃに基づくものである。補正係数ｈは第２の実施形態の（２）式と係数に基づくものでも良い。

本実施形態の補正係数導出手段は、アシンメトリ検出結果と再生信号のサンプリング値で再生信号のサンプリング値を補正する補正係数を有する補正テーブルを参照して補正係数を導出する。

本実施形態では、同様に非対称となったＡＤ変換後の再生信号のサンプリング値をほぼ対称に分布する場合と同等の分布に補正でき、不適正な記録条件で記録された記録データでも再生性能の劣化を低減することができる。そのため、各基準値間隔が狭くならないのでノイズに対するビタビ復号器の復号マージンを確保できる。更に、第１、第２の実施形態に比べて１個の乗算器のみの回路構成で実現できる。

本発明に係る光ディスク装置のアシンメトリ補正回路及びその周辺の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態のＰＬＬを示すブロック図である。 第１の実施形態のアシンメトリ検出器を示すブロック図である。 第１の実施形態の補正前の再生信号のサンプリング値と補正後の再生信号のサンプリング値の例を示す図である。 第１の実施形態のアシンメトリ補正器を示すブロック図である。 第２の実施形態のアシンメトリ補正器を示すブロック図である。 第２の実施形態の補正前の再生信号のサンプリング値と補正後の再生信号のサンプリング値の例を示す図である。 第３の実施形態のアシンメトリ補正器を示すブロック図である。 第３の実施形態に用いるアシンメトリ補正テーブルを示す図である。 アシンメトリのない記録データ、デジタル信号、ヒストグラム、サンプリング分布を示す図である。 アシンメトリのある記録データ、デジタル信号、ヒストグラム、サンプリング分布を示す図である。

符号の説明

１ 光ディスク
２ 光学ヘッド
３ ＡＧＣ
４ アシンメトリ検出器
５、１７ ＡＤ変換器
６ アシンメトリ補正器
７ 等化器
８ ＰＬＬ
９ ビタビ復号器
１０ リミッタ
１１ ＬＰＦ
１２ 補正係数導出器
１３ 補正器
１４ 位相誤差検出回路
１５ ＬＰＦ
１６ ＶＣＯ

Claims (4)

1. 光ディスクに情報を記録又は再生する光ディスク装置において、
   前記光ディスクから再生された再生信号をサンプリングする手段と、
   前記再生信号のアシンメトリを検出する手段と、
   前記検出されたアシンメトリ検出結果に基づいて前記アシンメトリを補正するための補正係数を導出する手段と、
   前記再生信号のサンプリング値を前記補正係数に基づいて補正する補正手段と、
   前記補正された再生信号のサンプリング値に基づいて前記情報を復号する手段とを備えたことを特徴とする光ディスク装置。
2. 前記補正係数導出手段は、前記アシンメトリ検出結果と前記再生信号のサンプリング値の所定レベルからｎ次関数での近似式に基づく補正係数を導出することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 前記補正係数導出手段は、前記アシンメトリ検出結果と前記再生信号のサンプリング値の所定レベルから２つ以上の１次関数での近似式に基づく補正係数を導出することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
4. 前記補正係数導出手段は、前記アシンメトリ検出結果と前記再生信号のサンプリング値で前記再生信号のサンプリング値を補正する補正係数を有する補正テーブルを参照して補正係数を導出することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。