JP3565365B2 - 光ディスクの評価装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、ディジタルデータが記録されている光ディスクを評価するための評価装置に関する。
【0002】
【背景技術】
図1は、かかる光ディスクを含んだ記録情報再生装置の概略構成を示す図である。
かかる図1において、光ピックアップ1は、スピンドルモータ2によって回転駆動される光ディスク3に光ビームを照射する。更に、光ピックアップ1は、かかる光ディスク3からの反射光を光電変換して読取信号pを得てこれを2値化回路4に供給する。2値化回路4は、かかる読取信号pのレベルを所定閾値レベルと比較することにより2値のパルス信号sを得て、サンプリング回路5に供給する。サンプリング回路5は、かかるパルス信号sを所定クロックタイミングにてサンプリングしてサンプルデータを得て、これをデータ処理回路6に供給する。データ処理回路6は、かかるサンプルデータの系列に対して、伝送路復号及び誤り訂正等のデータ処理を施して、これを再生ディジタルデータとして出力する。
【0003】
ここで、上記光ディスク3のピット形状の評価、あるいは読取信号のS/Nの評価を行う手法の1つとして、ジッタを測定することによりこれらの評価を行う方法がある。すなわち、上記パルス信号sのエッジ間隔を測定して、この測定したエッジ間隔の理想間隔に対するバラツキをジッタとして求め、このジッタに基づいて上記評価を行うのである。
【0004】
しかしながら、光ディスク3に記録情報が高密度記録されている場合には、読取信号pの高周波成分の信号レベルが小となってしまい、精度良く2値信号化することが困難となる。
従って、光ディスク3に記録情報が高密度記録されている場合には、かかるジッタを用いた評価方法では、ピット形状の評価、及び読取信号のS/Nの評価を精度良く行うことが出来ないという問題が発生した。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題を解決すべくなされたものであり、光ディスクに記録情報が高密度記録されている場合においても、かかる光ディスクに対して、ピット形状の評価を精度良く行うことが出来る評価装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明による光ディスクの評価装置は、ディジタルデータが記録されている光ディスクの評価装置であって、前記光ディスクから読み取られた読取信号を順次サンプリングしてサンプル値に変換するA/D変換器と、前記サンプル値と複数の予測サンプル値各々との誤差値を前記サンプリングのタイミング毎に求めてこの誤差値各々に対応したブランチメトリックを得るブランチメトリック演算手段と、前記サンプリングタイミング毎に前記ブランチメトリックの累算加算値を逐次求めてこれをパスメトリックとするパスメトリック演算手段と、前記パスメトリックの値が所定しきい値より大となる度に前記パスメトリックの値から前記所定しきい値を減算すると共に正規化信号を出力する正規化手段と、単位時間あたりに供給される前記正規化信号の数をカウントしてこのカウント値を前記光ディスクのピット形状が異常であるか否かを評価するための評価信号として得る手段とを有する。
【0009】
【作用】
本発明による光ディスクの評価装置は、光ディスクから読み取られた読取信号をA/D変換してサンプル値を得て、このサンプル値とビタビ復号における予測サンプル値との2乗誤差の累算加算値が所定しきい値を越える度に実施される正規化動作の発生頻度に基づいて光ディスクの評価を行うための評価信号を得る。
【0010】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
図2は、評価装置20を用いて、記録情報再生装置10に対して評価試験を実施する際の構成を示す図である。
かかる図2において、記録情報再生装置10における光ピックアップ1は、スピンドルモータ2によって回転駆動される光ディスク3に光ビームを照射する。更に、光ピックアップ1は、かかる光ディスク3からの反射光を光電変換して読取信号pを得てこれをA/D変換器11及び21各々に供給する。記録情報再生装置10におけるA/D変換器11は、読取信号pをサンプリングして得たサンプル値をビタビ復号器12に供給する。ビタビ復号器12は、順次供給されてくるサンプル値の系列に基づいてビタビ復号を行って復号2値信号を得て、これをデータ処理回路6に供給する。データ処理回路6は、かかる復号2値信号に対して、伝送路復号及び誤り訂正等のデータ処理を施して、これを再生ディジタルデータとして出力する。
【0011】
評価装置20におけるA/D変換器21は、上記光ピックアップ1から供給された読取信号pを所定サンプルタイミングにてサンプリングし、これを所定ビット数からなるディジタルのサンプル値に変換してビタビ(Viterbi)復号器22及び遅延回路23に供給する。
図3は、かかるビタビ復号器22の内部構成の一例を示す図である。
【0012】
図3において、ブランチメトリック演算回路221は、上記A/D変換器21から順次供給されてくるサンプル値と、予め設定されている複数の予測サンプル値各々との2乗誤差、すなわち{[サンプル値]−[予測サンプル値]}を夫々求め、これらをブランチメトリック信号としてパスメトリック演算回路222に供給する。
【0013】
ここで、かかるビタビ復号器22に上述の読取信号pが供給されるまでの伝送路系をPR(1、1)パーシャルレスポンス伝送系とすると、時点kにおける受信サンプル値Y(k)は、時点kにおける送信サンプル値X(k)と一時点前の送信サンプル値X(k−1)とによって予測出来る。すなわち、かかるX(k)とX(k−1)が「0、0」の時にはY(k)は「0」となり、X(k)とX(k−1)が「0、1」もしくは「1、0」の時にはY(k)は「1」となり、X(k)とX(k−1)が「1、1」の時にはY(k)は「2」となるのである。つまり、ビタビ復号器に供給される受信サンプル値Y(k)は、2つの送信サンプル値X(k)とX(k−1)とに応じて4通りの予測が出来るのである。よって、この際ブランチメトリック演算回路221は、これら4つの予測値各々に対応した4つのブランチメトリック信号λ00〜λ11をパスメトリック演算回路222に供給するのである。
【0014】
図4は、かかるパスメトリック演算回路222の内部構成の一例を示す図である。
図4において、上記ブランチメトリック演算回路221から供給されたブランチメトリック信号λ00〜λ11の各々は、リミッタ111〜114の夫々に供給される。リミッタ111〜114の各々は、かかるブランチメトリック信号λ00〜λ11各々の最大値を所定値に制限するためのリミッタである。かかるリミッタ111〜114にて所定値に制限されたブランチメトリック信号λ00〜λ11の各々は夫々Dレジスタ115〜118に供給される。かかるDレジスタ115〜118の各々は、リミッタ111〜114夫々から供給されてくる信号をクロック信号のタイミングにて同期化してこれを加算器121〜124各々に供給する。
【0015】
加算器121は、Dレジスタ115から供給された最大値制限されたブランチメトリック信号λ00と、このパスメトリック演算回路222にて最終的に得られる最終パスメトリック値Lとを加算して得られた加算値を比較器125及び選択回路127に夫々供給する。加算器122は、Dレジスタ116から供給された最大値制限されたブランチメトリック信号λ01と、このパスメトリック演算回路222にて最終的に得られる最終パスメトリック値Lとを加算して得られた加算値を比較器125及び選択回路127に夫々供給する。
【0016】
加算器123は、Dレジスタ117から供給された最大値制限されたブランチメトリック信号λ10と、上記最終パスメトリック値Lとを加算して得られた加算値を比較器126及び選択回路128に夫々供給する。加算器124は、Dレジスタ118から供給された最大値制限されたブランチメトリック信号λ11と、上記最終パスメトリック値Lとを加算して得られた加算値を比較器126及び選択回路128に夫々供給する。かかる加算器121〜124の各々にて上述した如き累算加算が実行されるのである。
【0017】
比較器125は、加算器121及び122各々から供給された加算値同士の大小比較を行ってこの比較結果をパス選択信号Jとして選択回路127及びパスメモリ223夫々に供給する。選択回路127は、かかるパス選択信号Jに従って小なる方の加算値を選択してこれをパスメトリック値Pとして比較器161及び減算器164の各々に供給する。比較器126は、加算器123及び124各々から供給された加算値同士の大小比較を行ってこの比較結果をパス選択信号Jとして選択回路128及び上記パスメモリ223夫々に供給する。選択回路128は、かかるパス選択信号Jに従って小なる方の加算値を選択してこれをパスメトリック値Pとして比較器162及び減算器165の各々に供給する。
【0018】
この際、上述した加算器121〜124、比較器125及び126、選択回路127及び128なる構成によりパスメトリック演算部を形成している。
比較器161は、上記パスメトリック値Pと、所定しきい値Pthとの大小比較を行って、かかるパスメトリック値Pが所定しきい値Pthよりも大なる時には論理「1」の信号をアンドゲート163に供給する一方、このパスメトリック値Pが所定しきい値Pthよりも小なる時には論理「0」の信号をアンドゲート163に供給する。又、比較器162は、上記パスメトリック値Pと、所定しきい値Pthとの大小比較を行って、かかるパスメトリック値Pが所定しきい値Pthよりも大なる時には論理「1」の信号をアンドゲート163に供給する一方、このパスメトリック値Pが所定しきい値Pthよりも小なる時には論理「0」の信号をアンドゲート163に供給する。
【0019】
アンドゲート163は、比較器161及び比較器162夫々から論理「1」の信号が供給された時は論理「1」の信号を減算器164及び減算器165夫々に供給する一方、これら比較器161もしくは比較器162のどちらかから論理「0」の信号が供給された時は論理「0」の信号を減算器164及び減算器165夫々に供給する。減算器164は、アンドゲート163から論理「1」の信号が供給された時は上記パスメトリック値Pの値から所定しきい値Pthを減算したものを正規化パスメトリック値Qとしてこれをリミッタ152に供給する一方、アンドゲート163から論理「0」の信号が供給された時はかかるパスメトリック値Pをそのまま正規化パスメトリック値Qとしてこれをリミッタ152に供給する。減算器165は、アンドゲート163から論理「1」の信号が供給された時は上記パスメトリック値Pの値から所定しきい値Pthを減算したものを正規化パスメトリック値Qとしてこれをリミッタ153に供給する一方、アンドゲート163から論理「0」の信号が供給された時はかかるパスメトリック値Pをそのまま正規化パスメトリック値Qとしてこれをリミッタ153に供給する。
【0020】
この際、上述した比較器161及び162、アンドゲート163、減算器164及び165なる構成により、前述したパスメトリック演算部にて求められたパスメトリック値の正規化を行うという正規化部を形成している。
リミッタ152は、正規化パスメトリック値Qの最大値を所定値Lmaxに制限してこれをDレジスタ141に供給する。Dレジスタ141は、かかるリミッタ152にて最大値制限された正規化パスメトリック値Qをクロック信号のタイミングにて同期化してこれを最終パスメトリック値Lとして出力する。尚、この最終パスメトリック値Lが上記加算器121及び123の夫々に帰還供給される。リミッタ153は、正規化パスメトリック値Qの最大値を所定値Lmaxに制限してこれをDレジスタ142に供給する。Dレジスタ142は、かかるリミッタ153にて最大値制限された正規化パスメトリック値Qをクロック信号のタイミングにて同期化してこれを最終パスメトリック値Lとして出力する。尚、この最終パスメトリック値Lが上記加算器122及び124の夫々に帰還供給される。ここで、上述の所定値Lmaxとは、そのLmax自体が最終パスメトリック値Lとして加算器121〜124に帰還供給されてもかかる加算器各々が1回の加算処理にてオーバーフローを起こさない最大値である。
【0021】
すなわち、かかる構成からなるパスメトリック演算回路222においては、上記加算器121〜124にて逐次累算加算して得られたパスメトリック値P及びP各々の値が共に所定しきい値Pthより大となった場合には、これらパスメトリック値P及びP各々から上記所定しきい値Pthを一律に減算する。つまり、かかる動作により、パスメトリック値P及びPの大小関係を維持しつつ、その増大した累算加算値を減少させて上記加算器121〜124のオーバーフローを防止するという正規化が為されるのである。
【0022】
パスメトリック演算回路222は、かかる加算器121〜124にて得られた累算加算値が最小となるパスを示すパス選択信号J及びJをパスメモリ223に供給する。かかるパスメモリ223は、上記パス選択信号J及びJに応じて、「0」及び「1」の2値からなるデータ系列を更新しつつこれを復号2値信号として順次出力する。
【0023】
以上の如く、ビタビ復号器22は、上記A/D変換器21から供給されたサンプル値系列に対し2乗誤差が最小となるようなデータ系列を選択することにより、2値の復号信号を得るのである。
かかるビタビ復号器22の復号動作によれば、ノイズや符号間干渉の影響により上記A/D変換器21にて得られたサンプル値にレベル誤差が発生していても、2乗誤差が最小となるようなデータ系列を選択することにより、高い信頼性をもって、光ディスク3に記録されている記録情報に対応した2値の信号を得ることができるのである。
【0024】
符号演算回路24は、かかるビタビ復号器22にて復号された復号2値信号を、再び上記所定ビット数からなるサンプル値の形態に変換すべく、かかる復号2値信号に対して符号演算を施す。
図5は、かかる符号演算回路24の内部構成の一例を示す図である。
かかる図5において、上記ビタビ復号器22から供給された復号2値信号は、Dフリップフロップ241及び乗算器242各々に供給される。乗算器242は、かかる復号2値信号に所定係数hを乗算して得られた値を加算器244に供給する。この際、かかる復号2値信号の値が「0」である場合には、「0」が加算器244に供給される一方、復号2値信号の値が「1」である場合には、「h」が加算器244に供給されるのである。Dフリップフロップ241は、上記A/D変換器21のサンプリングタイミングと同一タイミングにて上記復号2値信号を取り込みこれを乗算器243に供給する。この際、かかるDフリップフロップ241は、上記復号2値信号を1サンプルタイミング分だけ遅延してから、この復号2値信号を乗算器243に供給することになる。乗算器243は、この遅延復号2値信号に所定係数hを乗算して得られた値を加算器244に供給する。この際、かかる遅延復号2値信号の値が「0」である場合には、「0」が加算器244に供給される一方、かかる遅延復号2値信号の値が「1」である場合には、「h」が加算器244に供給されるのである。加算器244は、これら乗算器242及び243から供給された値を互いに加算して得たものを理想サンプル値qとしてこれを2乗誤差演算回路25に供給する。
【0025】
つまり、かかる符号演算回路24は、記録再生系の伝達特性を近似したディジタルフィルタである。この際、実際の記録再生系からは、ノイズを含んだサンプル値が得られるが、この符号演算回路24ではノイズの無い理想的なサンプル値が生成されるのである。
遅延回路23は、上記A/D変換器21から供給されたサンプル値を所定時間tだけ遅延したものをサンプル値rとして上記2乗誤差演算回路25に供給する。この際、かかる所定時間tとは、上記ビタビ復号器22及び符号演算回路24の演算処理に費やされる時間と同一時間である。
【0026】
よって、A/D変換器21にて得られたサンプル値にレベル誤差が生じていない場合には、上記理想サンプル値qとサンプル値rは互いに同一のものとなるのである。
2乗誤差演算回路25は、かかる理想サンプル値qとサンプル値rとの2乗誤差、{[理想サンプル値q]−[サンプル値r]}を求めて、この2乗誤差値に対応した2乗誤差信号を平均化回路26に供給する。平均化回路26は、かかる2乗誤差信号の単位時間あたりの平均値を求めてこれを評価信号として出力する。
【0027】
ここで、光ディスク3のピット形状が正常であり、かつ読取信号のS/Nが充分高い場合には、A/D変換器21にて得られたサンプル値に直接対応しているサンプル値rと、このサンプル値をビタビ復号器22及び符号演算回路24なる構成にて得られた理想サンプル値qとが等しくなり、上記2乗誤差は0となる。
従って、この際、図2に示されるが如き評価装置20からは、正常読み取り動作を示すレベル0の評価信号が出力されるのである。
【0028】
一方、光ディスク3のピット形状に異常が存在するか、もしくは読取信号のS/Nが低い場合には、上記サンプル値rは理想サンプル値qと隔たった値になる。この際、かかる評価装置20からは、上記サンプル値rと理想サンプル値qとの差分に応じたレベルの評価信号が出力されるのである。
【0029】
尚、上記実施例においては、平均化回路26により、2乗誤差信号の単位時間あたりの平均値を求めてこれを評価信号として出力する構成としているが、統計的手法によりかかる2乗誤差信号における分散を求めて、これを上記評価信号として出力するようにしても構わない。又、2乗誤差演算回路25にて得られた2乗誤差信号を直接、評価信号として出力するようにしても構わない。又、上述の如く2乗誤差を用いずに、理想サンプル値qとサンプル値rとの減算値の絶対値に基づいて評価信号を得るようにしても上記実施例と同様に光ディスク3及び記録情報再生装置10の評価を行うことができる。
【0030】
図6は、本発明による評価装置30を用いて記録情報再生装置10に対して評価試験を実施する際の構成を示す図である。
かかる図6において、記録情報再生装置10における光ピックアップ1は、スピンドルモータ2によって回転駆動される光ディスク3に光ビームを照射する。更に、光ピックアップ1は、かかる光ディスク3からの反射光を光電変換して読取信号pを得てこれをA/D変換器11及び21各々に供給する。記録情報再生装置10におけるA/D変換器11は、読取信号pをサンプリングして得たサンプル値をビタビ復号器12に供給する。ビタビ復号器12は、順次供給されてくるサンプル値の系列に基づいてビタビ復号を行って復号2値信号を得て、これをデータ処理回路6に供給する。データ処理回路6は、かかる復号2値信号に対して、伝送路復号及び誤り訂正等のデータ処理を施して、これを再生ディジタルデータとして出力する。
【0031】
評価装置30におけるA/D変換器21は、上記光ピックアップ1から供給された読取信号pを所定サンプルタイミングにてサンプリングし、これを所定ビット数からなるディジタルのサンプル値に変換してブランチメトリック演算回路221に供給する。かかるブランチメトリック演算回路221は、上記A/D変換器21から順次供給されてくるサンプル値と、予め設定されている複数の予測サンプル値各々との2乗誤差、すなわち{[サンプル値]−[予測サンプル値]}を夫々求め、これらをブランチメトリック信号としてパスメトリック演算回路222`に供給する。
【0032】
ここで、かかるブランチメトリック演算回路221に上述の読取信号pが供給されるまでの伝送路系をPR(1、1)パーシャルレスポンス伝送系とすると、時点kにおける受信サンプル値Y(k)は、時点kにおける送信サンプル値X(k)と一時点前の送信サンプル値X(k−1)とによって予測出来る。すなわち、かかるX(k)とX(k−1)が「0、0」の時にはY(k)は「0」となり、X(k)とX(k−1)が「0、1」もしくは「1、0」の時にはY(k)は「1」となり、X(k)とX(k−1)が「1、1」の時にはY(k)は「2」となるのである。つまり、ブランチメトリック演算回路221に供給される受信サンプル値Y(k)は、2つの送信サンプル値X(k)とX(k−1)とに応じて4通りの予測が出来るのである。よって、この際ブランチメトリック演算回路221は、これら4つの予測値各々に対応した4つのブランチメトリック信号λ00〜λ11をパスメトリック演算回路222`に供給するのである。
【0033】
図7は、かかるパスメトリック演算回路222`の内部構成を示す図である。図7に示されるが如く、かかるパスメトリック演算回路222`は、図4にて示されるパスメトリック演算回路222と同一機能ブロックにて構成されている。この際、図7に示されるが如く、かかるパスメトリック演算回路222`においては、そのアンドゲート163の論理出力を正規化信号として出力する構成となっている。
【0034】
つまり、上述した加算器121〜124、比較器125及び126、選択回路127及び128からなるパスメトリック演算部にて求められたパスメトリック値P及びP各々の値が共に所定しきい値Pthより大となった場合には、比較器161及び162、アンドゲート163、減算器164及び165なる正規化部にて、これらパスメトリック値P及びP各々から上記所定しきい値Pthを一律に減算するという正規化動作が実行されると同時に、かかる正規化動作が実行されたことを示す論理「1」の正規化信号がアンドゲート163から出力されるのである。
【0035】
周波数カウンタ33は、上記正規化信号が単位時間あたりに供給される数をカウントしてこのカウント値に対応した評価信号を出力する。
以上の如く、かかる評価装置30においては、光ディスク3のピット形状に異常が存在するか、もしくは読取信号のS/Nが低い場合には、上記ビタビ復号器22における予測サンプル値と、実際に上記A/D変換器21にて得られたサンプル値とには大きな隔たりが生じてその2乗誤差値が大となり、故にその累算加算値の増加スピードも大となる点に着目して、かかる累算加算値が所定しきい値を越える度に実施される正規化動作の発生頻度を周波数カウンタ33にて測定することにより、光ディスク及び記録情報再生装置各々の評価を行う評価信号を得る構成としたのである。
【0036】
尚、記録情報再生装置10に設けられているビタビ復号器12のパスメトリック演算回路が図4にて示されるが如き構成であれば、上記図7に示されるように、アンドゲート163から出力される正規化信号を外部に取り出せる構成としておき、この正規化信号を直接、周波数カウンタ33に供給する構成としても良い。
【0037】
かかる構成によれば、評価装置30の内部構成としては図8にて示されるが如き周波数カウンタ33のみとなるのである。
【0039】
【発明の効果】
本発明による光ディスクの評価装置は、光ディスクから読み取られた読取信号をA/D変換してサンプル値を得て、このサンプル値とビタビ復号における予測サンプル値との2乗誤差の累算加算値が所定しきい値を越える度に実施される正規化動作の発生頻度に基づいて光ディスクの評価を行うための評価信号を得る構成としている。
【0040】
よって、本発明によれば、高密度記録化によりその読取信号の高周波成分の信号レベルが小となっても、光ディスク及び記録情報再生装置各々に対して、ピット形状の評価及び読取信号のS/Nの評価を精度良く行うことが出来て好ましいのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】光ディスクを含んだ記録情報再生装置の概略構成を示す図である。
【図2】本発明の第1の特徴による評価装置20を用いて記録情報再生装置10に対して評価試験を実施する際の構成を示す図である。
【図3】ビタビ復号器22の内部構成の一例を示す図である。
【図4】パスメトリック演算回路222の内部構成の一例を示す図である。
【図5】符号演算回路24の内部構成の一例を示す図である。
【図6】本発明の第2の特徴による評価装置30を用いて記録情報再生装置10に対して評価試験を実施する際の構成を示す図である。
【図7】パスメトリック演算回路222’の内部構成の一例を示す図である。
【図8】本発明の第2の特徴による評価装置30を用いて記録情報再生装置10に対して評価試験を実施する際の構成を示す図である。
【主要部分の符号の説明】
20、30 評価装置
21 A/D変換器
22 ビタビ復号器
23 遅延回路
24 符号演算回路
25 2乗誤差演算回路
33 周波数カウンタ
222’ パスメトリック演算回路

Claims (1)

  1. ディジタルデータが記録されている光ディスクの評価装置であって、
    前記光ディスクから読み取られた読取信号を順次サンプリングしてサンプル値に変換するA/D変換器と、
    前記サンプル値と複数の予測サンプル値各々との誤差値を前記サンプリングのタイミング毎に求めてこの誤差値各々に対応したブランチメトリックを得るブランチメトリック演算手段と、
    前記サンプリングタイミング毎に前記ブランチメトリックの累算加算値を逐次求めてこれをパスメトリックとするパスメトリック演算手段と、
    前記パスメトリックの値が所定しきい値より大となる度に前記パスメトリックの値から前記所定しきい値を減算すると共に正規化信号を出力する正規化手段と、
    単位時間あたりに供給される前記正規化信号の数をカウントしてこのカウント値を前記光ディスクのピット形状が異常であるか否かを評価するための評価信号として得る手段とを有することを特徴とする光ディスクの評価装置。
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