JP3218368B2 - データ再生装置 - Google Patents

データ再生装置

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JP3218368B2
JP3218368B2 JP24528896A JP24528896A JP3218368B2 JP 3218368 B2 JP3218368 B2 JP 3218368B2 JP 24528896 A JP24528896 A JP 24528896A JP 24528896 A JP24528896 A JP 24528896A JP 3218368 B2 JP3218368 B2 JP 3218368B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクのデー
タを再生するデータ再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
コンピュータの外部記憶媒体として、光ディスクが脚光
を浴びており、光ディスクは、急速に発展するマルチメ
ディアの中で増加するデータを格納しておくメモリの中
心的存在として位置付けられており、その大容量化の要
望が高まっている。光ディスクの記録方式には、書き込
んだ記録ピットの中央に記録データを対応させるピット
ポジション記録方式と、記録ピットの両端に記録データ
を対応させるエッジポジション記録方式とがある。エッ
ジポジション記録方式では、記録ピットの大きさが同じ
場合でも、ピットポジション記録方式に比べて、トラッ
ク方向の記録密度を1.5 倍程度に高めることができ、大
容量化つまり記録密度の向上を図る記録方式としてエッ
ジポジション記録方式が注目を浴びている。
【０００３】図21は、このピットポジション記録方式及
びエッジポジション記録方式における記録データと光デ
ィスクのトラック上に形成される記録ピットとの関係を
示す図である。図21（ａ）はピットポジション記録方式
の例、図21（ｂ）はエッジポジション記録方式の例をそ
れぞれ示す。記録データに応じてレーザダイオードの点
灯，消灯を制御して点灯させた位置に記録ピットが形成
される。
【０００４】書換え可能な光ディスクは、熱記録である
ので、記録時の環境温度及び記録パワーの違いによって
記録ピットの長さが変化する。この変化をエッジシフト
と呼ぶ。具体的には、図21に示すように、記録時の環境
温度が最適温度より高くなると、記録ピットが長くな
る。ピットポジション記録方式では、記録ピットの長さ
が少し程度変化しても大きな問題ではないが、高密度化
技術の１つであるエッジポジション記録方式におけるエ
ッジシフトは、データ再生時の位相マージンを減少さ
せ、再生エラーの原因となる。例えば、記録時の環境温
度が高いと記録ピットは長くなり、前エッジ（立ち上が
りエッジ）と後エッジ（立ち下がりエッジ）とを交互に
検出すると、検出した後エッジ位置が理想的な後エッジ
位置よりも遅れるためエラーとなる問題が発生する。
【０００５】このようなエッジポジション記録方式にお
けるデータ再生時の問題を解決する再生方式として、前
後エッジ独立検出方式が提案されている（特開昭61−21
4278号公報）。この検出方式は、再生波形の立ち上がり
部分及び立ち下がり部分は同じ形（関数）で表されると
いう事に基づいており、再生波形の前エッジ及び後エッ
ジに対応した信号をそれぞれ独立に検出し、これらのそ
れぞれの信号から独立にタイミングクロックの再生及び
該タイミングクロックによるデータ再生を行う方式であ
る。
【０００６】図22は、この前後エッジ独立検出方式を実
施する装置の構成図である。図22において、51は光ディ
スクである。光ディスク51の下方には、光ディスク51の
記録データに対応した再生信号を得る光学ヘッド52が設
けられており、光学ヘッド52は、再生信号を増幅器53へ
出力する。増幅器53は入力された再生信号を増幅して波
形等化器54へ出力する。波形等化器54は、増幅された再
生信号の波形を整形してエッジ検出器55に供給する。エ
ッジ検出器55は、整形後の再生信号から前エッジと後エ
ッジとをそれぞれ独立して検出し、検出した前エッジデ
ータを弁別器56a とＰＬＬ回路57a とへ出力し、検出し
た後エッジデータを弁別器56b とＰＬＬ回路57b とへ出
力する。
【０００７】各ＰＬＬ回路57a, 57bは、それぞれ立ち上
がりタイミング，立ち下がりタイミングに対応した連続
クロックを再生して対応する弁別器56a, 56bへそれぞれ
出力する。弁別器56a は、ＰＬＬ回路57a で再生された
前エッジに同期したクロックの各タイミングにおいてデ
ータ弁別を行い、弁別器56b は、ＰＬＬ回路57b で再生
された後エッジに同期したクロックの各タイミングにお
いてデータ弁別を行い、弁別データ及びクロックをそれ
ぞれ合成器58へ出力する。合成器58は、入力された弁別
データ及びクロックをそれぞれ合成して復調器59へ出力
する。復調器59は、入力されるデータ系列から最終的な
データを復調する。
【０００８】次に、動作について説明する。光学ヘッド
52にて光ディスク51から得られた再生信号は、増幅器5
3，波形等化器54を通って、エッジ検出器55に供給され
る。エッジ検出器55では、２階微分方式またはスライス
方式によって前エッジと後エッジとが独立して検出され
る。検出した前エッジデータは、ＰＬＬ回路57a からの
前エッジに同期したクロックで弁別器56a にてデータ弁
別され、検出した後エッジデータは、ＰＬＬ回路57b か
らの後エッジに同期したクロックで弁別器56b にてデー
タ弁別される。弁別されたそれぞれのデータは、合成器
58によって合成された後、復調器59において復調され
て、最終的なデータが得られる。
【０００９】上述したような前後エッジ独立検出方式に
よれば、立ち上がりエッジパルスと立ち下がりエッジパ
ルスとを別々に処理するので、記録ピットの長さが変化
しても、各々のエッジパルスの変化の様子は、連続した
記録データについて同一であると見なせるため、記録ピ
ットの長さの変動の影響を受けずに、つまり定常的なエ
ッジシフトを補償してデータ再生することができる。し
かしながら、記録パターンに依存するエッジシフトに対
しては効果がない。
【００１０】記録パターンに依存するエッジシフトにつ
いては、従来から記録時に補償することが前提であり、
その記録補償方式については幾つかの手法が開示されて
いる（特開平５−290437号公報等）。ところが、今後更
なる高密度化を図るために記録ピットが小さくなると、
チャネルクロックに対するエッジシフトの割合が増加す
る。従って、記録補償の残差の影響を無視できなくなる
という問題がある。
【００１１】ところで、上述したような前後エッジ独立
検出方式では、より高密度化された信号を検出する場
合、Ｃ／Ｎ（Ｓ／Ｎ）が悪くなり、エッジ検出器55で使
われる２階微分方式またはスライス方式では正しく検出
できなくなるという問題がある。この問題を解決する再
生方式として、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum L
ikelihood)というデータの再生技術が検討されている
（特開平８−87828 号公報等）。
【００１２】このＰＲＭＬ再生技術は、パーシャルレス
ポンス特性にて変調記録された情報を最尤復号（ビタビ
復号）法を用いて復調する技術である。まず、記録デー
タに走長制限を加えパーシャルレスポンス特性に応じて
変調した信号を光ディスクに記録しておき、光ディスク
から得られた再生信号をアナログ／ディジタル（Ａ／
Ｄ）変換器によってサンプリングし、そのサンプリング
値から最も確からしい（最尤）信号状態の遷移を所定の
アルゴリズムに従って確定し、その確定された信号状態
の遷移に基づいて再生データを生成する。
【００１３】図23は、ＰＲＭＬの再生系の構成を示す図
である。図23において、１は光ディスクであり、光ディ
スク１の下方には、光ディスク１の記録データに対応し
た再生信号を得る光学ヘッド２が設けられており、光学
ヘッド２は、再生信号を増幅器３へ出力する。増幅器３
は入力された再生信号を増幅して等化器４へ出力する。
等化器４は、増幅された再生信号の波形を整形してロー
パスフィルタ（ＬＰＦ）５に供給する。ＬＰＦ５は、所
定周波数以上の高周波成分を遮断して、低周波域の再生
信号を前エッジ用のＡ／Ｄ変換器6aと後エッジ用のＡ／
Ｄ変換器6bと２値化回路８とへ出力する。各Ａ／Ｄ変換
器6a, 6bは、整形された再生信号をサンプリングしその
サンプリング値を、前エッジ用の最尤検出器7a，後エッ
ジ用の最尤検出器7bへそれぞれ出力する。各最尤検出器
7a, 7bは、再生信号のサンプリング値に基づいて、前エ
ッジ用, 後エッジ用の最尤復号信号をそれぞれ生成し、
合成器10へ出力する。
【００１４】一方、２値化回路８は、整形された再生信
号を所定のスライスレベルを用いて２値化信号に変換
し、前エッジと後エッジとに分けて、それぞれを前エッ
ジ用のＰＬＬ回路9aと後エッジ用のＰＬＬ回路9bとへ出
力する。各ＰＬＬ回路9a, 9bは、この２値化信号に基づ
いて再生信号に同期したタイミングクロックを生成し
て、対応する各Ａ／Ｄ変換器6a, 6b及び各最尤検出器7
a, 7bと合成器10とへ出力する。各Ａ／Ｄ変換器6a, 6b
は、このタイミングクロックに同期してサンプリング処
理を行い、各最尤検出器7a, 7bも、このタイミングクロ
ックに同期して最尤復号信号を生成する。合成器10は、
生成された前エッジ最尤復号信号と後エッジ最尤復号信
号とを合成すると共に、生成された前エッジタイミング
クロックと後エッジタイミングクロックとを合成して、
復調器11へ出力する。復調器11は、その合成復号信号を
復調して最終的な再生データを得る。
【００１５】次に、動作について説明する。光学ヘッド
２にて光ディスク１から得られた最尤検出に対応したパ
ーシャルレスポンス特性の再生信号が、増幅器３，等化
器４，ＬＰＦ５を経由して、Ａ／Ｄ変換器6a, 6bと２値
化回路８とに供給される。２値化回路８から、前エッジ
と後エッジとに分けて２値化信号がそれぞれのＰＬＬ回
路9a, 9bに供給される。それぞれの２値化信号に同期し
たタイミングクロックが各ＰＬＬ回路9a, 9bから、各Ａ
／Ｄ変換器6a, 6bと各最尤検出器7a, 7bとに供給され
る。そして、このタイミングクロックを基準にして、各
Ａ／Ｄ変換器6a,6bと各最尤検出器7a, 7bとは動作す
る。各Ａ／Ｄ変換器6a, 6bにてサンプリング値が得ら
れ、各最尤検出器7a, 7bにて、そのサンプリング値から
最尤信号状態の遷移が所定のアルゴリズムに従って確定
され、その確定された信号状態の遷移に基づいて、記録
信号と同等の前エッジ最尤復号信号，後エッジ最尤復号
信号が得られる。得られた前エッジ最尤復号信号及び後
エッジ最尤復号信号は、合成器10によって合成された
後、復調器11において復調されて、最終的な再生データ
が得られる。
【００１６】ところで、上述したＰＲＭＬの再生系の各
ＰＬＬ回路9a, 9bにて生成されるタイミングクロックの
周波数は、現在市販されている光ディスク装置では20Ｍ
Ｈｚ程度であるが、更なる高密度記録を実現するための
次世代における再生系では、その倍以上の周波数が必要
となる。この場合、高速かつ高ビット数のＡ／Ｄ変換器
は高価であるため、図23に示すように２個のＡ／Ｄ変換
器を導入することは非常にコストアップになるという問
題がある。また、前述した従来の前後エッジ独立検出方
式と同様に、記録パターンに依存するエッジシフトの記
録補償残差を補償できないという問題がある。また、よ
り検出能力が高いＰＲＭＬは拘束長が長くなって回路規
模が増加するため、前後エッジ独立検出のために２系統
の最尤検出回路を有することは、回路規模が２倍となっ
て実用化が難しいという問題がある。
【００１７】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、定常的なエッジシフトと記録パターンに依存す
るエッジシフトとを再生時に補償できるビタビ検出系を
有する光ディスクのデータ再生装置を提供することを目
的とする。
【００１８】本発明の他の目的は、１個のＡ／Ｄ変換器
を用いるだけで、エッジシフトを補償できる光ディスク
のデータ再生装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係るデータ再
生装置は、光ディスクにエッジポジション記録されたデ
ータを再生するデータ再生装置において、前記光ディス
クから再生波形を得る手段と、得られた再生波形をディ
ジタル値に変換する手段と、変換したディジタル値に基
づいて最尤検出によりデータを検出する手段と、前記光
ディスクに記録されているデータパターンを認識する認
識手段と、該認識手段が認識した異なるデータパターン
毎に最尤検出の異なる期待値の制御量によりエッジシフ
トを補償する補償手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】請求項２に係るデータ再生装置は、請求項
１において、前記補償手段は、エッジシフトを補償する
ための期待値の制御量を示した複数のテーブルを格納す
る手段と、エッジポジション記録された所定データの再
生波形のディジタル値に基づいて、前記複数のテーブル
から１つのテーブルを選択する手段と、選択したテーブ
ルを参照してエッジシフトを補償する手段とを有するこ
とを特徴とする。
【００２１】請求項３に係るデータ再生装置は、請求項
２において、前記複数のテーブルは、最尤検出のブラン
チメトリック計算における期待値の制御量を示すテーブ
ルであることを特徴とする。
【００２２】請求項４に係るデータ再生装置は、請求項
１〜３の何れかにおいて、前記認識手段は、最尤検出の
ＡＣＳ出力を用いてデータパターンを認識する手段を有
することを特徴とする。
【００２３】請求項５に係るデータ再生装置は、請求項
１〜３の何れかにおいて、前記認識手段は、最尤検出の
パスメモリにおけるデータを用いてデータパターンを認
識する手段を有することを特徴とする。
【００２４】請求項６に係るデータ再生装置は、請求項
１，２，４，５の何れかにおいて、前記補償手段は、最
尤検出のブランチメトリック計算における期待値を設定
してエッジシフトを補償する手段を有することを特徴と
する。
【００２５】本発明は、光ディスクの記録時に補償しき
れなかったエッジシフトを、最尤復号方式を用いた再生
時に記録データパターンを認識しながら補償する。この
際、最尤検出のブランチメトリック計算における期待値
を制御して、エッジシフトの補償を行う。例えば、この
期待値の制御量（補償量）を記録データパターン毎に設
定した複数の期待値補償テーブルを準備しておき、その
中から最適な期待値補償テーブルを選択し、選択したそ
の期待値補償テーブルを参照して記録データパターン毎
に期待値を決定する。
【００２６】光ディスクのデータ領域以前に記録されて
いるＶＦＯ領域，ＳＹＮＣ領域等における所定データを
最尤検出によって検出し、その検出データに基づいてエ
ッジシフト量を計算し、計算したエッジシフト量に最も
近似する期待値補償テーブルを最適なものとして選択す
る。光ディスクのデータ領域に対するデータ検出処理で
は、ＡＣＳの出力（パスメトリック）またはパスメモリ
内のパターンを用いて記録データパターンを認識し、選
択した期待値テーブルを参照して記録データパターンに
応じた期待値を決定し、決定した期待値をブランチメト
リック計算に用いて、最尤検出を実施する。
【００２７】本発明では、セクタ毎に、定常的なエッジ
シフトと記録パターンに依存した記録補償残差に伴うエ
ッジシフトとを共に補償できるため、記録マージン及び
再生マージンが増加する。また、拘束長が大きく検出能
力が高いＰＲＭＬ方式を導入しても、前後エッジの両方
の系統を持つ必要がなく、１系統で構成できるため、回
路構成が簡単になり、低コスト、小型化、省電力化しや
すい。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面を参照して具体的に説明する。
【００２９】図１は、本発明の実施の形態の一例を示す
構成図である。なお、各動作処理は前エッジに同期する
ものとして説明する。図１において、１は光ディスクで
あり、光ディスク１の下方には、光ディスク１の記録デ
ータに対応した再生信号を得る光学ヘッド２が設けられ
ており、光学ヘッド２は、再生信号を増幅器３へ出力す
る。増幅器３は入力された再生信号を増幅して等化器４
へ出力する。等化器４は、増幅された再生信号の波形を
整形してローパスフィルタ（ＬＰＦ）５に供給する。Ｌ
ＰＦ５は、所定周波数以上の高周波成分を遮断して、低
周波域の再生信号をＡ／Ｄ変換器６と２値化回路８とへ
出力する。
【００３０】Ａ／Ｄ変換器６は、整形された再生信号を
サンプリングし、そのサンプリング値を最尤検出器７と
エッジシフト補償器18とへ出力する。最尤検出器７は、
再生信号のサンプリング値に基づいて、エッジシフトを
補償しながら最尤復号信号を生成して、復調器10とデー
タパターン認識器15とへ出力する。復調器10は、その最
尤復号信号を復調して最終的な再生データを得る。デー
タパターン認識器15は、記録されているデータパターン
（スペース間隔及びマーク長）を認識してエッジシフト
補償器18へ出力する。エッジシフト補償器18は、最尤検
出器７での最尤検出処理におけるエッジシフトを補償す
る。
【００３１】２値化回路８は、整形された再生信号を所
定のスライスレベルを用いて２値化信号に変換し、その
２値化信号を前エッジと後エッジとに分け、前エッジ信
号に同期するので、前エッジの２値化信号をＰＬＬ回路
９へ出力する。ＰＬＬ回路９は、この２値化信号に基づ
いて前エッジに同期したクロック信号を生成して、Ａ／
Ｄ変換器６，最尤検出器７及び復調器10へ出力する。Ａ
／Ｄ変換器６，最尤検出器７及び復調器10は、ＰＬＬ回
路９からのこのクロック信号に同期して動作する。
【００３２】次に、動作について説明する。光学ヘッド
２からの再生信号は、増幅器３，等化器４，ＬＰＦ５を
経由して最尤検出（ビタビ検出）に対応したパーシャル
レスポンス（ＰＲ）の信号に等化され、Ａ／Ｄ変換器６
と２値化回路８とに供給される。２値化回路８では、前
エッジ２値化信号と後エッジ２値化信号とに分けられ、
その前エッジ２値化信号がＰＬＬ回路９に供給される。
ＰＬＬ回路９から、前エッジに同期したクロック信号が
Ａ／Ｄ変換器６，最尤検出器７及び復調器10へ供給さ
れ、そのクロック信号を基準にして、Ａ／Ｄ変換器６，
最尤検出器７及び復調器10は動作する。
【００３３】Ａ／Ｄ変換器６にて、再生信号がサンプリ
ングされて、そのサンプリング値が最尤検出器７へ出力
される。最尤検出器７では、再生信号のサンプリング値
に基づいて最尤復号信号が生成されて、復調器10へ出力
される。そして、復調器10で、その最尤復号信号を復調
して最終的な再生データが得られる。
【００３４】ところで、Ａ／Ｄ変換器６は前エッジに同
期したクロックで動作するため、前エッジに関しては正
しいサンプリング値が得られる。しかし、後エッジは、
エッジシフトを含むためサンプリング値は理想的なパー
シャルレスポンスからずれる。そこで、本発明では、以
下に述べるような最尤検出器７，データパターン認識器
15及びエッジシフト補償器18での処理により、このよう
なエッジシフトを補償する。
【００３５】図２は、最尤検出器７及びエッジシフト補
償器18の内部構成を示す図である。最尤検出器７は、Ａ
／Ｄ変換器６からのサンプリング値に基づいてブランチ
メトリックを計算するブランチメトリック計算器11と、
ブランチメトリックを用いてパスメトリックを求めるＡ
ＣＳ（Add-Compare-Select）12と、求めたパスメトリッ
クを記憶しておくパスメトリックメモリ13と、選択した
パスに対応したデータを蓄えておくパスメモリ14とを有
する。データパターン認識器15は、ＡＣＳ12の出力に基
づいて記録データパターン（スペース間隔及びマーク
長）を認識する。エッジシフト補償器18は、ブランチメ
トリック計算における期待値の補償量を設定している複
数の期待値補償テーブルから１つの期待値補償テーブル
を選択すると共に、記録データパターンに基づいて期待
値を決定する期待値決定器16と、光ディスク１のＶＦＯ
領域における再生信号のサンプリング値に基づいてエッ
ジシフトを計測するエッジシフト計測器17とを有する。
【００３６】以下、最尤検出器７，データパターン認識
器15及びエッジシフト補償器18での詳細な動作（最尤
（ビタビ）検出）について説明する。なお、以下の説明
では、１／７変調符号の特徴（ＮＲＺＩ表現でデータ
“１”または“０”が最低２個以上連続すること）を取
り入れた３値４状態ＰＲ（１，１）ＭＬ（拘束長３）を
用いて説明する。３値４状態ＰＲ（１，１）ＭＬの状態
の組み合わせを図３に示す。
【００３７】経時的に隣合う２つの時刻ｔ−１，ｔにお
けるデータ値ａt-1 ，ａt の組み合わせに応じて、４種
の状態Ｓ0 〜Ｓ3 を以下のように設定する。 データ値（ａt-1 ，ａt ）＝（０，０）：状態Ｓ0 データ値（ａt-1 ，ａt ）＝（１，０）：状態Ｓ1 データ値（ａt-1 ，ａt ）＝（０，１）：状態Ｓ2 データ値（ａt-1 ，ａt ）＝（１，１）：状態Ｓ3 このように各状態を設定すると、状態の組み合わせは、
図３に示すように６通りとなる。１／７変調であって同
じデータ値が少なくとも２個連続しなければならないの
で、Ｓ2 →Ｓ1 ，Ｓ1 →Ｓ2 の組み合わせは存在しな
い。また、各組み合わせにおける期待値Ｐh （＝ａt ＋
ａt-1 ：理想的なＰＲが行われた場合の理論的に期待さ
れる再生レベル）は、図３に示すように、３種の値０，
１，２の何れかとなる。図３に示す状態の組み合わせに
基づいて状態遷移図を作ると、図４のようになる。
【００３８】Ａ／Ｄ変換器６からサンプリング値ｙt が
図２のブランチメトリック計算器11に送られ、そのサン
プリング値ｙt に基づいて、期待値Ｐh に対する６通り
のブランチメトリックが計算される。これらの６通りの
ブランチメトリックＢＭ0 〜ＢＭ7 （ＢＭ2 及びＢＭ5
は存在しない）は、具体的には最小２乗法的に、以下の
式（１）〜（６）に従って求められる。 ＢＭ0 ＝（ｙt −Ｐ0 ）2 ＝ｙt 2 …（１） ＢＭ1 ＝（ｙt −Ｐ1 ）2 ＝ｙt 2 …（２） ＢＭ3 ＝（ｙt −Ｐ3 ）2 ＝（ｙt −１）2 …（３） ＢＭ4 ＝（ｙt −Ｐ4 ）2 ＝（ｙt −１）2 …（４） ＢＭ6 ＝（ｙt −Ｐ6 ）2 ＝（ｙt −２）2 …（５） ＢＭ7 ＝（ｙt −Ｐ7 ）2 ＝（ｙt −２）2 …（６）
【００３９】計算されたブランチメトリックはＡＣＳ12
に入力され、ＡＣＳ12では、これらのブランチメトリッ
クとパスメトリックメモリ13に記憶されている時刻ｔ−
１のパスメトリックとを用いて、時刻ｔの４種のパスメ
トリック（ブランチメトリックの積算値）ＰＭ(t,0) 〜
ＰＭ(t,3) が計算される。これらの４種のパスメトリッ
クの具体的な計算式を、以下の式（７）〜（10）に示
す。 ＰＭ(t,0) ＝ｍｉｎ（ＰＭ(t-1,0) ＋ＢＭ0 ，ＰＭ(t-1,1) ＋ＢＭ1 ） …（７） ＰＭ(t,1) ＝ＰＭ(t-1,3) ＋ＢＭ3 …（８） ＰＭ(t,2) ＝ＰＭ(t-1,0) ＋ＢＭ4 …（９） ＰＭ(t,3) ＝ｍｉｎ（ＰＭ(t-1,2) ＋ＢＭ6 ，ＰＭ(t-1,3) ＋ＢＭ7 ） …（10）
【００４０】状態Ｓ0 へのパスは、図４の状態遷移から
わかるように、状態Ｓ0 からのパスと状態Ｓ1 からのパ
スとが考えられる。これらの２つのパスの内で、そのパ
スメトリックの値が小さい方がパスとしての確率は高い
ので、式（７）に示すように、時刻ｔにおけるパスメト
リックＰＭ(t,0) としては、小さい方のパスメトリック
が選択される。状態Ｓ1 へのパスは、図４からわかるよ
うに、状態Ｓ3 からのパスに限定されるので、時刻ｔに
おけるパスメトリックＰＭ(t,1) は、式（８）に示すよ
うに、ＰＭ(t-1,3) から一義的に計算される。同様に、
状態Ｓ2 へのパスは、図４からわかるように、状態Ｓ0
からのパスに限定されるので、時刻ｔにおけるパスメト
リックＰＭ(t,2) は、式（９）に示すように、ＰＭ
(t-1,0) から一義的に計算される。一方、状態Ｓ3 への
パスは、図４からわかるように、状態Ｓ2 からのパスと
状態Ｓ3 からのパスとが考えられるので、式（10）に示
すように、時刻ｔにおけるパスメトリックＰＭ(t,3) と
して、小さい方のパスメトリックが選択される。
【００４１】次に、マージが発生する場合を考える。Ｐ
Ｍ(t,0) 及びＰＭ(t,3) における２つの要素の大小関係
は、式（7a），（7b）と（10a)，（10b)との４つの条件
となる。 ＰＭ(t-1,0) ＋ＢＭ0 ＜ＰＭ(t-1,1) ＋ＢＭ1 …（7a） ＰＭ(t-1,0) ＋ＢＭ0 ≧ＰＭ(t-1,1) ＋ＢＭ1 …（7b） ＰＭ(t-1,2) ＋ＢＭ6 ＜ＰＭ(t-1,3) ＋ＢＭ7 …（10a) ＰＭ(t-1,2) ＋ＢＭ6 ≧ＰＭ(t-1,3) ＋ＢＭ7 …（10b)
【００４２】これらの条件の組み合わせにより発生する
マージは、図５に示すように４種類のマージに分類する
ことができる。上述したように、状態Ｓ1 ，Ｓ2 へのパ
スはそれぞれ一義的に決まるので、状態Ｓ0 ，Ｓ3 に向
かうパスの組み合わせに応じて４種類のマージが存在す
る。条件は、式（7a）及び（10a)を満たす場合であ
り、状態Ｓ0 →Ｓ0 ，状態Ｓ2 →Ｓ3 を示す。同様に、
条件は、式（7a）及び（10b)を満たす場合であり、状
態Ｓ0 →Ｓ0 ，状態Ｓ3 →Ｓ3 を示し、条件は、式
（7b）及び（10a)を満たす場合であり、状態Ｓ1 →Ｓ0
，状態Ｓ2 →Ｓ3 を示し、条件は、式（7b）及び（1
0b)を満たす場合であり、状態Ｓ1 →Ｓ0 ，状態Ｓ3 →
Ｓ3 を示す。また、それぞれの条件において、後述する
パスメモリ14の４系統の入力Ｄ0 〜Ｄ3 に図５に示すデ
ータを供給する。
【００４３】上述の４種のマージの組み合わせから少な
くとも３つ以上のマージが合わさってパスマージが発生
する。３つのマージから発生するパスマージの組み合わ
せは、図６に示す８種類となる。図６において●は、ど
のブランチ（枝）を辿っても必ず到達する過去のデータ
値を示す。よって、図６に示すようなマージが発生した
場合には、過去のパスはすべて●のデータ値に収束する
ので、その●のデータ値が確定する。このような確定処
理はパスメモリ14で行われ、その確定したデータ値がパ
スメモリ14で読み出されて出力される。
【００４４】図７は、パスメモリ14の構成を示す。パス
メモリ14は、４系統（Ｄ0 〜Ｄ3)それぞれにおいてシフ
トレジタ（ＳＲ）21及びセレクタ（Ｓｅｌ．）22を一組
としてそれを複数段備えた構成をなす。各シフトレジス
タ21はクロック同期で動作するが、シフトレジスタ21の
前にはセレクタ22が設けられており、シフトレジスタ21
に入るデータが選択されるようになっている。
【００４５】各パスメトリックで選択されたデータがＤ
0 〜Ｄ3 に入力される。その入力データは図５のマージ
の種類に従って決められる。例えば、Ｄ3 に“１”が入
力された場合、図５からＳ3 →Ｓ3 のパスが確からしい
と判断されるため、Ｄ3 のすべてのシフトレジスタ21は
時刻ｔ−１のＤ3 のデータを時刻ｔのデータとする。逆
にＤ3 に“０”が入力された場合、図５からＳ2 →Ｓ3
のパスが確からしいと判断されるため、Ｄ3 のすべての
シフトレジスタ21は時刻ｔ−１のＤ2 のデータを時刻ｔ
のデータとしてコピーしてくることになる。このような
動作を各系統のシフトレジタ21及びセレクタ22は行う。
パスマージの発生によって図６に示す●が確定すると、
パスメモリ14内の下流側での４系統Ｄ0 〜Ｄ3 における
各シフトレジスタ21は同じデータとなる。
【００４６】記録データの組み合わせに対するエッジシ
フトの例を図８に示す。図８は、１／７変調符号におけ
るスペース間隔とマーク長との組み合わせに応じた、記
録マークの後エッジのシフト量をチャネルクロックで規
格化して示している。スペース間隔８Ｔに続くマーク長
２Ｔの記録マークは熱蓄積が最小になるので、そのエッ
ジシフト量が最小となる。一方、スペース間隔２Ｔに続
くマーク長８Ｔの記録マークは熱蓄積が最大になるの
で、そのエッジシフト量が最大となる。
【００４７】このようなエッジシフト量は、光ディスク
１の材料、記録補償方式、ＬＤパワー、環境温度等によ
り決まる。従って、各条件のエッジシフトについて調査
すればエッジシフトテーブルを作成することができる。
このエッジシフトテーブルを基に作成した、ブランチメ
トリック計算における種々の条件での期待値の補償量を
表す複数種の期待値補償テーブルを図９に示す。図９の
期待値補償テーブルには、スペース間隔と記録マーク長
との組み合わせにおける期待値の補償量がそれぞれ示さ
れている。このような複数の期待値補償テーブルが予め
期待値決定器16に格納されており、これらの中から１つ
の期待値補償テーブルが選択される。
【００４８】期待値補償テーブルの選択について説明す
る。図10は、光ディスク１の基本的なＩＳＯ規格の記録
フォーマットの簡略図である。各セクタを特定するため
の情報が記録されているＩＤ部に続いて、ＶＦＯ領域，
ＳＹＮＣ領域及びＤＡＴＡ（データ）領域からなるＭＯ
部が設けられている。
【００４９】図11は、図10中のＶＦＯ領域とＳＹＮＣ領
域とにおける記録パターンを示す図である。ＶＦＯ領域
には、パーシャルレスポンス特性に従って変調した最密
の連続的な繰り返しパターン（２Ｔの最密パターン）が
記録されており、ＳＹＮＣ領域には、データ領域を表す
特定のパターンが記録されている。
【００５０】このように、ＶＦＯ領域の記録パターンは
２Ｔの繰り返しパターンであるので、ＶＦＯ領域ではこ
の繰り返しパターン（最密パターン）に対応したパルス
信号が再生される。図12は、ＶＦＯ領域における再生信
号を示す図である。図12（ａ）はエッジシフトがない場
合を示し、すべて理想点をサンプリングしている。これ
に対して図12（ｂ）はエッジシフトがある場合を示し、
後エッジがシフトすることでサンプリング点がずれてい
る。このずれがエッジシフトに相当する。よって、後エ
ッジサンプリング値に基づいてＶＦＯ領域におけるエッ
ジシフト量を計測すれば、再生対象の光ディスク１がど
のぐらいエッジシフトを持っているかがわかる。ＶＦＯ
領域のタイミングゲートが入力されると、エッジシフト
計測器17にてＶＦＯ領域におけるエッジシフト量が計測
される。
【００５１】図13は、エッジシフト計測器17の内部構成
を示すブロック図である。エッジシフト計測器17は、後
述する各グループのサンプリング時刻X0, X1, X2, X3で
Ａ／Ｄ変換器６にて得られたサンプリング値y0, y1, y
2, y3を格納するシフトレジスタ31と、シフトレジスタ3
1から最密信号の繰り返しにおけるサンプリング値を入
力して後述する各式に従って平均値Y1，Y2，Y3を計算す
る平均値計算部32と、求められた平均値Y1，Y2，Y3を用
いて後述する式に従って定常的なシフト量（以下、定常
シフト量という）２×ｄＸを計算する定常シフト量計算
部33とを有する。
【００５２】次に、エッジシフト計測器17での計測動作
の詳細について説明する。図14は、この定常シフト量を
求める理論を示す説明図である。ＶＦＯ領域は最密信号
であるので、クロックでサンプリングすると１周期で４
個のサンプリング値が得られる。１周期中の４回のサン
プリング時刻をそれぞれX0, X1, X2, X3とし、１周期を
１グループとして第１グループのサンプリング時刻X0,
X1, X2, X3それぞれに対応するサンプリング値をｙ01，
ｙ11，ｙ21，ｙ31とする。また、第２グループのサンプ
リング値をｙ02，ｙ12，ｙ22，ｙ32とし、第３グループ
以下も同様とする。
【００５３】図14において、ｎ個のグループにおけるサ
ンプリング値からサンプリング時刻X1, X2, X3に対する
ｙの平均値Y1，Y2，Y3を求める。具体的には、以下の
（11）〜（13）式にて平均値Y1，Y2，Y3を計算する。 Y1＝（ｙ11＋ｙ12＋ｙ13＋…＋ｙ1n）／ｎ …（11） Y2＝（ｙ01＋ｙ02＋ｙ03＋…＋ｙ0n＋ｙ21＋ｙ22＋ｙ23＋…＋ｙ2n）／２ｎ …（12） Y3＝（ｙ31＋ｙ32＋ｙ33＋…＋ｙ3n）／ｎ …（13）
【００５４】点（X1, Y1）と点（X3, Y3）とを通る直線
の式の傾きをａとすると、その傾きａは以下の（14）式
で求められる。 ａ＝（Y1−Y3）／（X1−X3） …（14） 傾きがａであって点（X2, Y2）を通る直線のｙ切片をｂ
とすると、そのｙ切片ｂは以下の（15）式で求められ
る。 ｂ＝Y2−ａ×X2 …（15） 従って、点（X1, Y1），点（X3, Y3）を通る直線に平行
であって点（X2, Y2）を通る直線の式は、以下の（16）
式のように表現される。 ｙ＝｛（Y1−Y3）／（X1−X3）｝×ｘ ＋〔Y2−｛（Y1−Y3）／（X1−X3）｝×X2〕 …（16）
【００５５】上記（16）式で示される直線及びｙ＝（Y1
＋Y3）／２の直線の交点のｘ座標と、X2とのずれ量が、
片エッジでの定常シフト量ｄＸとなり、このｄＸは、具
体的には、以下の（17）式にて計算される。そして、両
エッジを合わせるとその定常シフト量は２×ｄＸとな
る。 ｄＸ＝X2−｛（X1−X3）／（Y1−Y3）｝×｛（Y1＋Y3−２×Y2）／２｝ …（17）
【００５６】上述した演算において、簡略化のために、
X1＝−１，X2＝０，X3＝１とすると、上記傾きａ，ｙ切
片ｂはそれぞれ以下の（18）式のようになる。 ａ＝（−Y1＋Y3）／２， ｂ＝Y2 …（18） よって、点（X2, Y2）を通る上記（16）式に相当する直
線の式は以下の（19）式のように表現され、定常シフト
量２×ｄＸは以下の（20）式にて計算される。 ｙ＝｛（−Y1＋Y3）／２｝×ｘ＋Y2 …（19） ２×ｄＸ＝２×｛（Y1＋Y3−２×Y2）／（−Y1＋Y3）｝ …（20）
【００５７】図13において、Ａ／Ｄ変換器６でサンプリ
ングされたサンプリング値をシフトレジスタ31に蓄え、
ＶＦＯ領域で開いているゲート間で、平均値Y1，Y2，Y3
を平均値計算部32にて計算し、定常シフト量計算部33に
てこれらの平均値Y1，Y2，Y3により（20）式に従って定
常シフト量２×ｄＸを計算して出力する。
【００５８】以上のようにして求めたＶＦＯ領域におけ
る定常シフト量に基づいて、予め設定されている複数の
期待値補償テーブルから１つの期待値補償テーブルを、
期待値決定器16で選択する。つまり、図９に示す２Ｔス
ペース間隔と２Ｔマーク長との組み合わせにおける補償
量が、計測した定常シフト量に最も近くなるような期待
値補償テーブルを選択する。
【００５９】なお、ＳＹＮＣ領域での特定の記録パター
ンを用いて、いくつかの組み合わせについてもシフト量
が最も近くなるような期待値補償テーブルを選ぶと、後
述するデータ領域でのエッジシフトの補償精度が向上す
る。
【００６０】次に、光ディスク１のデータ領域を再生し
た場合のエッジシフトの補償処理について説明する。Ａ
ＣＳ12の出力に基づきデータパターン認識器15にてデー
タ領域のパターン（スペース間隔及びマーク長）を認識
し、選択しておいた期待値補償テーブルを参照して認識
したパターンに合った期待値を期待値決定器16で決定し
て、ブランチメトリック計算器11へ出力する。このよう
にして、データ領域での期待値補償が行われる。
【００６１】図15は、データパターン認識器15の内部構
成例を示す図である。データパターン認識器15は、
“０”を数える第１カウンタ41とこれに接続されたＦＦ
（Flip Flop)42、及び、“１”を数える第２カウンタ43
とこれに接続されたＦＦ43からなる回路を、ＡＣＳ12の
出力Ｄ0 ，Ｄ3 毎に、１系統ずつ有している。第１カウ
ンタ41は、“０”を数えることによってスペース間隔を
求め、第２カウンタ43は、“１”を数えることによって
マーク長を求めるようになっている。
【００６２】ＡＣＳ12からの出力Ｄ0 ，Ｄ3 における
“０”と“１”とをそれぞれの第１カウンタ41，第２カ
ウンタ43にて数える。“０”を数えることでスペース間
隔が、”１”を数えることでマーク長が判明する。これ
らスペース間隔とマーク長との組み合わせに応じて、選
択済みの期待値補償テーブルに示されている期待値を決
定し、ブランチメトリック計算器11での計算にその決定
した期待値を使用する。Ｄ0 系統の出力に基づいて期待
値Ｐ0 ，Ｐ1 ，Ｐ3 を決定し、Ｄ1 系統の出力に基づい
て期待値Ｐ4 ，Ｐ6 ，Ｐ7 を決定する。
【００６３】ここで上述したエッジシフト補償を含めた
最尤検出の全体処理についてまとめると次のようにな
る。まず、光ディスク１のＶＦＯ領域における再生信号
が得られ、そのサンプリング値がエッジシフト計測器17
に入力される。エッジシフト計測器17で、上述したよう
な原理により（20）式に基づいてエッジシフト量が計測
される。計測されたエッジシフト量が２Ｔスペース間隔
と２Ｔマーク長との組み合わせにおける補償量に最も近
いような期待値補償テーブルが、期待値決定器16で選択
される。
【００６４】そして、光ディスク１のデータ領域が読み
出されると、その再生信号のサンプリング値がブランチ
メトリック計算器11に入力される。ブランチメトリック
計算器11では、ブランチメトリックが計算されてＡＣＳ
12へ出力される。ＡＣＳ12では、入力されたブランチメ
トリックとパスメトリックメモリ13から読み出された過
去のパスメトリックとに基づいて、現在のパスメトリッ
クが求められて、その結果がパスメモリ14及びデータパ
ターン認識器15に入力される。パスメモリ14から確定さ
れたデータ（最尤復号信号）が復調器10へ出力される。
データパターン認識器15では、ＡＣＳ12の出力に基づい
て記録データパターンが認識され、その認識結果が期待
値決定器16へ出力される。期待値決定器16では、選択し
ておいた期待値補償テーブルを参照して、認識した記録
データパターンに合った期待値が決定されて、ブランチ
メトリック計算器11へ出力される。そして、この期待値
が、ブランチメトリックの計算に使用される。
【００６５】本発明の効果例について、図16〜図18を参
照して説明する。図16は、エッジシフトがない場合の正
しいマージ及びパスを示し、図17は、エッジシフトを含
んでいる場合のマージ及びパスを示し、図18は、上述し
たような本発明によるエッジシフト補償を行った場合の
マージ及びパスを示している。図16，図17を比べると、
ｔ＝10のときにマージが異なり、検出データが誤ってい
ることがわかる。これに対して本発明の補償処理を行っ
ている図18におけるｔ＝10でのマージは図16の場合と同
じとなり、正しく検出できることがわかる。
【００６６】なお、上述の例では、データ領域の記録デ
ータパターン認識をＡＣＳ12からの出力に基づいて行っ
たが、パスメモリ14内のパターンからその記録データパ
ターンを認識することも可能である。図19は、このよう
な例におけるデータパターン認識器の構成を示す概略図
である。図19に示すデータパターン認識器は、複数段の
セレクタ・シフトレジスタ（Ｓｅｌ.,ＳＲ）51と、７個
のａｎｄ器52と、各ａｎｄ器52の出力パターン（Ｍ２〜
Ｍ８）を４ビット（Ｚ出力）にまとめるデータ変換器53
と、８個のインバータ器54と、７個のａｎｄ器55と、各
ａｎｄ器55の出力パターン（Ｓ２〜Ｓ８）を４ビット
（Ｙ出力）にまとめるデータ変換器56とを有する。
【００６７】各ａｎｄ器52の出力Ｍ２〜Ｍ８のデータ値
に応じて、図20（ａ）に示すような対応により、データ
変換器53で４ビットのＺ出力が得られる。Ｚ出力の最上
位ビットが“１”であるとマークを示す。そして、マー
ク長の２Ｔ〜８Ｔは下位の３ビットにて分類されてい
る。一方、各ａｎｄ器55の出力Ｓ2 〜Ｓ8 のデータ値に
応じて、図20（ｂ）に示すような対応により、データ変
換器56で４ビットのＹ出力が得られる。Ｙ出力の最上位
ビットが“０”であるとスペースを示す。そして、スペ
ース間隔の２Ｔ〜８Ｔの分類は、マーク長と同様に下位
の３ビットにて行われている。以上のようにして、マー
ク長とスペース間隔とを求めることにより、パスメモリ
14内にて記録データパターンを認識することが可能であ
る。
【００６８】また、上述した例では、最適な期待値補償
テーブルを選択する構成としたが、図８に示すようなエ
ッジシフト量を示す複数のグラフを予め関数化してお
き、それらの関数式から最適なものを選択するようにし
ても同様に行えることは言うまでもない。
【００６９】更に、上述した例では、３値４状態のＰＲ
（１，１）ＭＬを用いる場合について説明したが、これ
は一例であって、ＰＲ（１，２，１）ＭＬ，ＰＲ（１，
２，２，１）ＭＬ，ＰＲ（１，３，３，１）ＭＬ等、拘
束長が長い場合でも同様に本発明を適用できることは勿
論である。
【００７０】
【発明の効果】以上のように、本発明では、高密度化の
ため導入されたＰＲＭＬシステムにあって、定常的なエ
ッジシフトと記録パターンに依存するエッジシフトとを
再生時に補償できる。また、拘束長が大きく検出能力が
高いＰＲＭＬ方式を導入しても、前後エッジの両方の系
統を持つ必要がなく、１個のＡ／Ｄ変換器を有する１系
統で構成できるため、回路構成が簡単になり、低コスト
化、小型化、省電力化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成図である。
【図２】最尤検出器及びエッジシフト補償器の内部構成
図である。
【図３】３値４状態の状態の組み合わせを示す図であ
る。
【図４】３値４状態の状態遷移を示す図である。
【図５】マージの種類を示す図である。
【図６】パスマージの組み合わせを示す図である。
【図７】図２におけるパスメモリの内部構成図である。
【図８】記録データに対するエッジシフト例を示す図で
ある。
【図９】期待値補償テーブルを示す図である。
【図１０】光ディスクの記録フォーマットを示す図であ
る。
【図１１】ＩＳＯ規格による光ディスクのＶＦＯパター
ンとＳＹＮＣパターンとを示す図である。
【図１２】ＶＦＯ領域におけるエッジシフトを示す図で
ある。
【図１３】図２におけるエッジシフト計測器の内部構成
図である。
【図１４】エッジシフト計測の原理を説明するための図
である。
【図１５】データパターン認識器の内部構成図である。
【図１６】本発明の効果例（エッジシフトなし）を示す
図である。
【図１７】本発明の効果例（エッジシフトあり，補償な
し）を示す図である。
【図１８】本発明の効果例（エッジシフトあり，補償あ
り）を示す図である。
【図１９】データパターン認識器の他の構成例を示す図
である。
【図２０】図19に示すデータパターン認識器での複数の
ａｎｄ器の出力とデータ変換器の出力との関係を示す図
である。
【図２１】記録データと記録ピットとエッジシフトとの
関係を示す図である。
【図２２】従来例（前後エッジ独立検出方式）の構成図
である。
【図２３】従来例（前後エッジ独立検出対応の最尤検
出）の構成図である。
【符号の説明】
１ 光ディスク ２ 光学ヘッド ３ 増幅器 ４ 等化器 ５ ローパスフィルタ（ＬＰＦ） ６ Ａ／Ｄ変換器 ７ 最尤検出器 ８ ２値化回路 ９ ＰＬＬ回路 10 復調器 11 ブランチメトリック計算器 12 ＡＣＳ（Add-Compare-Select） 13 パスメトリックメモリ 14 パスメモリ 15 データパターン認識器 16 期待値決定器 17 エッジシフト計測器 18 エッジシフト補償器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 板倉 昭宏 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１ 番１号 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−93898（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−69672（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−182801（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−214278（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−250466（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 20/10 G11B 20/14 G11B 20/18 G11B 7/00 - 7/013

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ディスクにエッジポジション記録され
    たデータを再生するデータ再生装置において、前記光デ
    ィスクから再生波形を得る手段と、得られた再生波形を
    ディジタル値に変換する手段と、変換したディジタル値
    に基づいて最尤検出によりデータを検出する手段と、前
    記光ディスクに記録されているデータパターンを認識す
    る認識手段と、該認識手段が認識した異なるデータパタ
    ーン毎に最尤検出の異なる期待値の制御量によりエッジ
    シフトを補償する補償手段とを備えることを特徴とする
    データ再生装置。
  2. 【請求項２】 前記補償手段は、エッジシフトを補償す
    るための期待値の制御量を示した複数のテーブルを格納
    する手段と、エッジポジション記録された所定データの
    再生波形のディジタル値に基づいて、前記複数のテーブ
    ルから１つのテーブルを選択する手段と、選択したテー
    ブルを参照してエッジシフトを補償する手段とを有する
    ことを特徴とする請求項１記載のデータ再生装置。
  3. 【請求項３】 前記複数のテーブルは、最尤検出のブラ
    ンチメトリック計算における期待値の制御量を示すテー
    ブルであることを特徴とする請求項２記載のデータ再生
    装置。
  4. 【請求項４】 前記認識手段は、最尤検出のＡＣＳ出力
    を用いてデータパターンを認識する手段を有することを
    特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のデータ再生装
    置。
  5. 【請求項５】 前記認識手段は、最尤検出のパスメモリ
    におけるデータを用いてデータパターンを認識する手段
    を有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載
    のデータ再生装置。
  6. 【請求項６】 前記補償手段は、最尤検出のブランチメ
    トリック計算における期待値を設定してエッジシフトを
    補償する手段を有することを特徴とする請求項１，２，
    ４または５記載のデータ再生装置。
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