JP4142537B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光ディスク媒体にデジタル記録されたデータを再生するための光ディスク装置に関するものであり、特に、不完全な記録マークや大きなアシンメトリが存在する記録型媒体や、複屈折が存在する媒体を再生する場合に、好適に利用できるものであり、
より詳細には、光ディスク装置の光再生波形に対して信号処理を施し、光再生波形が有する周波数成分に同期したクロックと記録された２値化信号を読み取るリードチャネル技術、特に、記録媒体や記録品質、及び、再生機構に依存して劣化する再生品質を、線方向の高密度記録再生に有効な方式であるＰＲＭＬ（パーシャルレスポンス・マキシマムライクリフード）信号処理方式、及び、記録符号のバランスが満たされるスライスレベルにより２値化判別を行うレベル判別方式などのデジタルデータ復調手段を用いて向上させるリードチャネル技術の改良を図ったものに関する。
情報記録媒体としての光ディスク媒体にデジタルデータを記録する方式として、コンパクトディスク（Compact Disc（登録商標）；以下、ＣＤと称す）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）に見られるように線速度を一定にして記録媒体上の記録密度を一様にする方式が多く用いられている。
従来は、線記録密度が一定となるようにマーク幅変調を行ってデジタル変調記録されたデジタルデータを再生する場合、再生信号が有するチャネルビット周波数に相当するクロック成分の位相を検出し、位相同期ループを構成することにより、位相同期引き込みを行っていた。また、ＤＶＤ−ＲＡＭ（ＤＶＤ−Random Access Memory）やＢＤ(Blu-ray Disc)等の高密度記録が可能なメディアの再生品質の向上を図るために、線方向の高密度記録再生に有効なパーシャルレスポンス・マキシマムライクリフッド（Partial Response Maximum Likelihood；以下、ＰＲＭＬと称す）信号処理方式を用いたデジタル信号処理によりデジタルデータ復調を行う方法も導入されている。
このような位相同期引き込みを可能とするものとして、また、ＰＲＭＬ信号処理方式等のデジタル信号処理方式を実現するものとして、従来、例えば、図１６に示すような、ディスク再生系がある。
この従来のディスク再生系において、光ディスク媒体１には、図１７ａに示すようなデジタル記録符号（ＮＲＺＩ符号；ＮＲＺＩはNon Return to Zero Invertの略）が、線記録密度一定となるように記録されている。即ち、光ディスク媒体１は、マーク（反射光量が小さくなる側）およびスペース（反射光量が大きくなる側）の発生確率がほぼ均等になるような記録符号のパターンによりデジタル記録されており、記録されたデータは、例えば、８−１６変調方式のように、連続する“０”あるいは“１”が３個以上かつ１４個以下になるように規制されたデータであるとする。光ピックアップ等の光再生手段２で光ディスク媒体１を再生して得られる光ディスク再生波形３は、記録データの線方向の高記録密度化に伴って、干渉により高域の周波数成分になるほど振幅が減衰するため、プリアンプ４により信号を増幅した後、波形等化手段５により、図１７ａに示すように、高域の周波数成分を強調するような補正を施す。
この高域強調された再生信号は、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator；電圧制御発振器）９１により生成される再生クロック１１を用いてアナログ信号をデジタル信号に変換する手段としてのアナログ・デジタルコンバータ６により多ビットの再生デジタル信号７にサンプリングされる。この時、再生クロック１１の位相と再生信号が有するクロック成分の位相とが同期していれば、図１７ｂ、及び、図１７ｃに示すようなサンプリングデータが得られる。図１７ｂは、任意のレベルで２値化判別を行う場合のサンプリング方式であり、図１７ｃは、特に、ＰＲＭＬ信号処理方式に適したサンプリング方式である。
このＰＲＭＬ信号処理方式とは、線記録方向の記録密度の増大に伴い、高域成分の振幅が劣化し、信号雑音比が増大する再生系において、パーシャルレスポンス方式を適用して、意図的に波形干渉を付加することにより高域成分を必要としない再生系を実現し、かつ、前記波形干渉を考慮した確率計算により最も確からしい系列を推定する最尤復号法によって、再生データの品質を向上させる方式である（例えば特許文献１参照）。
そして上述のアナログ・デジタルコンバータ６から出力される多ビットの再生デジタル信号７をオフセット補正手段８に入力することにより、再生デジタル信号に含まれるオフセット成分（符号バランスがとれるセンターレベルからの振幅方向のオフセット）を補正する。このオフセット補正が施された再生デジタル信号７を、トランスバーサルフィルタおよびビタビ復号器により構成されるＰＲＭＬ信号処理手段１３によりデジタル２値化信号に復調する。この時、パーシャルレスポンス等化を適用したことにより、ＰＲＭＬ信号処理手段１３内部の、トランスバーサルフィルタからビタビ復号器に出力される等化出力信号は、５値に多値化するという特徴を有する（図１７ｃ参照）。この５値の等化出力信号を、ＰＲＭＬ信号処理手段１３内部のビタビ復号器により確率演算を行って、尤も確からしい系列である復調２値化信号１９を生成する。
また、アナログ・デジタルコンバータ６によりサンプリングを行う際の、再生クロック１１は、以下のようにして制御される。
まず、オフセット補正手段８の出力信号を用いて、位相比較器とループフィルタとデジタル・アナログコンバータとにより構成される位相同期制御手段９により、再生クロック１１と再生デジタル信号７との位相同期制御を行うための位相制御量が生成される。その位相制御量をもとに、ＶＣＯ９１を制御し、このＶＣＯ９１の出力として再生クロック１１を得る。
このような一連の動作により、再生クロック１１の位相と再生デジタル信号が有するクロック成分の位相とを同期させ、ＰＲＭＬ信号処理方式を適用することにより、光ディスク媒体１に記録されたデジタルデータを、安定かつ精度良く再生することが可能となる（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−２６９９２５号公報（第５頁，第６頁，第１２頁−第１４頁、図３，図１０，図２７） 特開２０００−１２３４８７号公報（第４頁、図９）
前記従来の構成において、再生信号のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）が悪い場合、再生信号のジッタ成分が大きい場合、及び、光ディスク媒体の記録面に対する垂直軸とレーザー光の進入軸との角度で定義されるチルト角の大きさに依存する再生信号の品質劣化が生じる場合等に対しては、ＰＲＭＬ信号処理方式は有効である。
しかしながら、記録性能等に依存して不完全な形状のマークが生成されている媒体や、光再生手段からの照射光に対する複屈折が存在する媒体、及び、再生信号の上下非対称性（以下、アシンメトリと呼ぶ）が著しく大きい媒体等から再生された光再生信号に対しては、ＰＲＭＬ信号処理方式では、記録符号のバランスが満たされるスライスレベルにより２値化判別を行うレベル判別方式に比べて、再生品質が劣化する場合が生じることがある。また、記録時のマーク形状に関しては、高速記録になるほど顕著に劣化してくるため、高速記録時には記録品質の保持も困難になってくる。
本発明は、前記従来の課題を解決するためになされたもので、再生信号のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）が悪い場合、再生信号のジッタ成分が大きい場合、及び、光ディスク媒体の記録面に対する垂直軸とレーザー光の進入軸との角度で定義されるチルト角の大きさに依存する再生信号の品質劣化が生じる場合等のみならず、不完全な形状のマークが生成されている媒体や、光再生手段からの照射光に対する複屈折が存在する媒体、及び、再生信号のアシンメトリが著しく大きい媒体等から再生された光再生信号に対しても、記録品質に影響されることなく安定した再生品質を得ることが可能な光ディスク装置を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明の光ディスク装置は、再生信号中のマーク部の歪率や、再生信号のアシンメトリ率を検出し、それらの率に応じて適応的に再生機能を最適化し、光記録データを復調する上で適したデジタルデータ復調手段を実現したものである。
即ち、本発明の請求項１に係る光ディスク装置は、マークおよびスペースの発生確率がほぼ均等になるような記録符号のパターンによりデジタル記録されている光記録媒体から再生した光再生信号に対し、不完全なマーク形状の影響により発生する波形の歪率を測定する歪率測定手段と、高域雑音を抑制するために意図的な波形干渉を応用し、最も確からしい系列を推定することにより、前記デジタル記録されたデータを復調するＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood；以下、ＰＲＭＬと称す）信号処理手段と、任意のレベルで“０”と“１”との２値に判別を行うことにより前記デジタル記録されたデータを復調するレベル判別２値化手段と、前記該歪率測定手段により得られたマーク歪率に応じて、前記デジタル記録されたデータを復調する手段として、前記ＰＲＭＬ信号処理手段および前記レベル判別２値化手段のいずれを用いるかを選択するデジタルデータ復調選択手段と、を備えた、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項２に係る光ディスク装置は、請求項１に記載の光ディスク装置において、前記デジタルデータ復調選択手段は、記録幅が長いマークに対する前記マーク歪率が、所定の値よりも小さい場合に、前記ＰＲＭＬ信号処理手段を選択し、該マーク歪率が、所定の値よりも大きい場合に、前記レベル判別２値化手段を選択する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項３に係る光ディスク装置は、請求項１に記載の光ディスク装置において、前記光記録媒体から再生した光再生信号の出力振幅を強調するプリアンプと、該強調された信号の所定の周波数帯域を強調する波形等化手段と、該波形等化された信号を前記光再生信号のチャネルビット周波数に同期した再生クロックにより多ビットのデジタルデータにサンプリングするアナログ・デジタルコンバータと、該多ビットのデジタルデータが有するクロック成分の位相と同期するように前記再生クロックの発振周波数を制御する位相同期ループ手段と、前記多ビットのデジタルデータの振幅方向のオフセット成分を低減するように補正を行うことで、前記記録符号の極性のバランスが保たれる位置がゼロレベルとなるようにするオフセット補正手段と、をさらに備えるとともに、前記歪率測定手段は、前記オフセット補正手段の出力信号から、再生信号のゼロクロス位置を検出するゼロクロス位置検出手段と、該ゼロクロス位置の時間間隔を該再生クロック基準でカウントするゼロクロス幅検出手段と、任意のマーク幅で検出フラグを発生するマーク幅特定フラグ生成手段と、該マーク幅特定フラグ生成手段により特定された区間における、振幅方向の絶対値の極大値を演算する極大値演算手段と、前記振幅方向の絶対値の極小値を演算する極小値演算手段と、を有し、前記極大値と極小値との差分もしくは比率から前記マーク歪率を測定する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項４に係る光ディスク装置は、請求項３に記載の光ディスク装置において、前記極小値演算手段は、ゼロクロス間の中点に近い所定の区間の最小値を検出することにより前記極小値を演算し、前記極大値演算手段は、前記極小値の検出範囲よりも広い区間の最大値を検出することにより前記極大値を演算する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項５に係る光ディスク装置は、請求項３に記載の光ディスク装置において、前記歪率測定手段は、前記極大値演算手段の出力を、所定の測定区間において累積加算する極大値累積加算手段と、前記極小値演算手段の出力を、所定の測定区間において累積加算する極小値累積加算手段と、所定のマーク側のゼロクロス幅の検出個数Ｎ（Ｎは正の整数）をカウントする極値平均化個数演算手段と、前記検出個数Ｎにより前記極大値累積加算手段の出力を平均化する極大値平均化手段と、前記検出個数Ｎにより前記極小値累積加算手段の出力を平均化する極小値平均化手段と、をさらに有する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項６に係る光ディスク装置は、請求項５に記載の光ディスク装置において、前記極値平均化個数演算手段の出力信号の検出個数が、測定目標である２のＭ乗（Ｍは正の整数）に等しい値になった場合に、検出停止フラグを発生する検出停止フラグ発生手段をさらに有し、前記極大値平均化手段は、前記極大値累積加算手段の出力を前記２のＭ乗で平均化し、前記極小値平均化手段は、前記極小値累積加算手段の出力を前記２のＭ乗で平均化する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項７に係る光ディスク装置は、請求項３に記載の光ディスク装置において、前記歪率測定手段は、前記ゼロクロス幅検出手段により検出される複数のゼロクロス幅に基づいて、それぞれのゼロクロス幅毎に判別フラグを発生する判別フラグ発生手段と、該判別フラグにより選別された各々の極大値と極小値とを平均化することにより、各々のゼロクロス幅に依存したマーク歪率を測定するマーク歪率測定手段と、を有する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項８に係る光ディスク装置は、請求項１に記載の光ディスク装置において、前記ＰＲＭＬ信号処理手段は、前記光再生信号に含まれる高域周波数成分を抑制できるような意図的な波形干渉を基準に、該光再生信号をパーシャルレスポンス(Partial Response)等化するためのパーシャルレスポンス等化手段と、該パーシャルレスポンス等化手段の出力信号に対し、最も確からしい系列を推定する最尤（Maximum Likelihood）復号手段とを有し、該パーシャルレスポンス等化レベルと、前記マーク歪率に応じて、復調データが誤って復調されないレベルに、前記最尤復号手段における系列を推定するための最尤復号用スレッショルドレベルを設定する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項９に係る光ディスク装置は、請求項１に記載の光ディスク装置において、前記デジタルデータ復調選択手段は、所定の歪率Ａ（Ａは正の整数）と、該歪率Ａより大きい所定の歪率Ｂ（Ｂは正の整数）とを判定基準として有し、前記マーク歪率が前記歪率Ａよりも小さい場合は、前記ＰＲＭＬ信号処理手段を選択するとともに、該ＰＲＭＬ信号処理手段の最尤復号用スレッショルドレベルを前記パーシャルレスポンス等化レベルを基準に設定し、前記マーク歪率が、前記歪率Ａよりも大きく、前記歪率Ｂよりも小さい場合は、前記ＰＲＭＬ信号処理手段を選択するとともに、該ＰＲＭＬ信号処理手段の最尤復号用スレッショルドレベルを前記記録符号のセンターレベルの近傍になるように設定し、前記マーク歪率が前記歪率Ｂよりも大きい場合は、前記レベル判別２値化手段を選択する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１０に係る光ディスク装置は、請求項３に記載の光ディスク装置において、前記マーク歪率に依存した前記最尤復号用スレッショルドレベルの設定により復調されたデジタル２値化信号と、前記レベル判別２値化手段により復調された該デジタル２値化信号とを比較し、記録幅が長いマークにおけるデジタル２値化信号同士が一致する割合を判断する長マーク部復調データ判別手段をさらに備え、そのデジタル２値化信号同士が最も多く一致するように、前記最尤復号手段の最尤復号用スレッショルドレベルの最適値を決定する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１１に係る光ディスク装置は、請求項８に記載の光ディスク装置において、前記最尤復号手段は、請求項３に記載のマーク幅特定フラグ生成手段により記録幅が長いマークパターンと判別された系列に対して、前記最尤復号用スレッショルドレベルを前記マーク歪率に応じて補正を行う、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１２に係る光ディスク装置は、請求項５に記載の光ディスク装置において、前記歪率測定手段は、所定の個数の系列データにおいて、前記マーク歪率が大きく、マーク中央部において、記録符号のセンターレベルを再生信号が跨ぐことにより、前記極値平均化個数演算手段でカウントされたカウント数が該平均化個数を満たさなかった場合、検出異常であることを示す検出異常フラグを発生する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１３に係る光ディスク装置は、請求項１に記載の光ディスク装置において、マーク側のゼロクロス幅をカウントした結果が、１Ｔ（Ｔは記録チャネルビットの時間幅）である系列に対して、該ゼロクロス幅の一つ前後のゼロクロス幅を加算する仮想ゼロクロス幅検出手段と、該仮想ゼロクロス幅検出手段の出力信号が、該マーク歪率が大きく発生するパターン長と一致した場合に、その復調結果を長いマーク長の系列に置き換える長マーク補正手段と、をさらに備え、前記デジタルデータ復調選択手段は、ランレングス長が“２”以上であるような記録符号を用いて記録されているデジタル記録データを再生する場合に、請求項１２に記載の検出異常フラグに応じて前記ＰＲＭＬ信号処理手段と前記レベル判別２値化手段のいずれを選択するかを判断し、前記マーク歪率が大きすぎる場合は、前記レベル判別２値化手段の出力に対し前記仮想ゼロクロス幅検出手段および前記長マーク補正手段を適用した出力信号を選択する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１４に係る光ディスク装置は、請求項１に記載の光ディスク装置において、請求項３に記載のオフセット補正手段の出力信号のピークエンベロープを検出するためのピークエンベロープ検出手段と、前記オフセット補正手段の出力信号のボトムエンベロープを検出するボトムエンベロープ検出手段と、をさらに備え、前記デジタルデータ復調選択手段は、前記マーク歪率に加え、該ピークエンベロープ検出手段により検出されたピークエンベロープ値と、該ボトムエンベロープ検出手段により検出されたボトムエンベロープ値をも、判断基準に用いて、デジタルデータを復調する手段を決定する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１５に係る光ディスク装置は、請求項１４に記載の光ディスク装置において、前記ピークエンベロープ検出手段は、前記オフセット補正手段の出力信号の所定のＣ個のサンプリング区間（Ｃは正の整数）における最大値を検出する局所最大値検出手段と、該局所最大値検出を連続してＤ回（Ｄは正の整数）繰り返して、その期間の前記局所最大値検出手段の出力信号を累積加算する局所最大値累積加算手段と、該局所最大値累積加算手段の出力信号を前記Ｄ値で平均化する局所最大値平均化手段と、を有する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１６に係る光ディスク装置は、請求項１４に記載の光ディスク装置において、前記ボトムエンベロープ検出手段は、前記オフセット補正手段の出力信号の所定のＣ個のサンプリング区間（Ｃは正の整数）における最小値を検出する局所最小値検出手段と、該局所最小値検出を連続してＤ回（Ｄは正の整数）繰り返して、その期間の前記局所最小値検出手段の出力信号を累積加算する局所最小値累積加算手段と、該局所最小値累積加算手段の出力信号を前記Ｄ値で平均化する局所最小値平均化手段と、を有する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１７に係る光ディスク装置は、請求項１４に記載の光ディスク装置において、前記ピークエンベロープ検出手段および前記ボトムエンベロープ検出手段の出力信号に基づいて光再生信号のアシンメトリ率を検出するアシンメトリ率検出手段をさらに有し、前記デジタルデータ復調選択手段は、デジタルデータを復調する手段として、該アシンメトリ率検出手段で検出された該アシンメトリ率が大きい場合、または、請求項３に記載の歪率測定手段により測定された前記マーク歪率が大きい場合は、前記レベル判別２値化手段を選択し、それ以外の場合は、前記ＰＲＭＬ信号処理手段を選択する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１８に係る光ディスク装置は、請求項１７に記載の光ディスク装置において、前記アシンメトリ率検出手段は、前記ピークエンベロープ検出手段の出力値と前記ボトムエンベロープ検出手段の出力値との差分を演算することにより前記光再生信号の振幅値を演算する振幅値検出手段と、該ピークエンベロープ検出手段の出力値と該ボトムエンベロープ検出手段の出力値とを加算することにより前記光再生信号の上下の振幅差を検出する振幅差検出手段とを有し、該振幅差検出手段の出力値を該振幅値検出手段の出力値で除算することにより前記アシンメトリ率を演算する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１９に係る光ディスク装置は、請求項１４に記載の光ディスク装置において、請求項８に記載の最尤復号手段は、前記ピークエンベロープ検出手段の出力値と、前記ボトムエンベロープ検出手段の出力値と、前記マーク歪率とに応じて、復調データが誤って復調されないレベルに、該最尤復号手段における系列を推定するための前記最尤復号用スレッショルドレベルを設定する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項２０に係る光ディスク装置は、請求項１４に記載の光ディスク装置において、前記ピークエンベロープ検出手段の出力値と、前記ボトムエンベロープ検出手段の出力値と、前記マーク歪率に依存した前記最尤復号用スレッショルドレベルの設定により復調された前記デジタル２値化信号と、前記レベル判別２値化手段により復調された該デジタル２値化信号とを比較し、長いマークにおける復調データが一致する割合を判断する長マーク部復調データ判別手段を有し、その復調データが最も多く一致するように、該最尤復号用スレッショルドレベルの最適値を決定する、ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項２１に係る光ディスク装置は、請求項１９に記載の光ディスク装置において、前記最尤復号手段は、請求項３に記載のマーク幅特定フラグ生成手段により長いマーク幅のパターンと判別された系列に対して、前記最尤復号用スレッショルドレベルを、前記ピークエンベロープ検出手段の出力値と、前記ボトムエンベロープ検出手段の出力値と、前記マーク歪率に応じて補正を行う、ことを特徴とするものである。
本発明の請求項１に係る光ディスク装置によれば、光記録媒体において、記録されたマーク形状に依存するマーク歪率に応じて、ＰＲＭＬ信号処理手段とレベル判別２値化手段のいずれかの中から最適なデータ復調手段を選択することが可能となるようにしたので、常時ＰＲＭＬ信号処理方式を用いる場合に比べて、再生品質を向上させることが可能となる。
また、本発明の請求項２に係る光ディスク装置によれば、請求項１に記載の光ディスク装置において、光記録媒体において、記録されたマーク形状に依存するマーク歪率が所定の値よりも小さい場合にＰＲＭＬ信号処理手段を選択し、所定の値よりも大きい場合にレベル判別２値化手段を選択することが可能となるようにしたので、常時ＰＲＭＬ信号処理方式を用いる場合に比べて、再生品質を向上させることができ、読み取り対象となる光記録媒体の記録品質に影響されることなく、安定した再生品質を得ることが可能となる。
また、本発明の請求項３に係る光ディスク装置によれば、請求項１に記載の光ディスク装置において、前記光記録媒体からの再生信号をプリアンプにて強調し、波形等化手段により強調された信号の所定の周波数帯域を強調し、アナログ・デジタルコンバータにより波形等化された信号を、光再生信号のチャネルビット周波数に同期した再生クロックにより多ビットのデジタルデータにサンプリングし、位相同期ループ手段によりデジタルデータが有するクロック成分の位相と同期するように再生クロックの発振周波数を制御し、オフセット補正手段によりデジタルデータの振幅方向のオフセット成分を低減するよう補正を行うことで、記録符号の極性のバランスが保たれる位置をゼロレベルとなるようにするとともに、マーク歪率の測定は、ゼロクロス位置検出手段により前記オフセット補正手段の出力信号から、再生信号のゼロクロス位置を検出し、ゼロクロス幅検出手段により該ゼロクロス位置の時間間隔を該再生クロック基準でカウントし、マーク幅特定フラグ生成手段により任意のマーク幅で検出フラグを発生し、極大値演算手段および極小値演算手段により、マーク幅特定フラグ生成手段により特定された区間における、振幅方向の絶対値の極大値および極小値を演算し、極大値と極小値の差分もしくは比率から前記マーク歪率を測定するようにしたので、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択するのに必要な構成を実現することが可能となる。
また、本発明の請求項４に係る光ディスク装置によれば、請求項３に記載の光ディスク装置において、前記極小値演算手段は、ゼロクロス間の中点に近い所定の区間の最小値を検出することにより前記極小値を演算し、前記極大値演算手段は、前記極小値の検出範囲よりも広い区間の最大値を検出することにより前記極大値を演算する、ようにしたので、精度の良いマーク歪率の測定が可能となり、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択するのに必要な歪率測定を行う際の極小値演算および極大値演算を、精度よく行うことが可能となる。
また、本発明の請求項５に係る光ディスク装置によれば、請求項３に記載の光ディスク装置において、前記歪率測定手段は、前記極大値演算手段の出力を、所定の測定区間において累積加算する極大値累積加算手段と、前記極小値演算手段の出力を、所定の測定区間において累積加算する極小値累積加算手段と、所定のマーク側のゼロクロス幅の検出個数Ｎ（Ｎは正の整数）をカウントする極値平均化個数演算手段と、前記検出個数Ｎにより前記極大値累積加算手段の出力を平均化する極大値平均化手段と、前記検出個数Ｎにより前記極小値累積加算手段の出力を平均化する極小値平均化手段と、をさらに有する、ものとしたので、精度の良いマーク歪率の測定が可能となり、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択するのに必要な歪率測定手段を実現できる効果がある。
また、本発明の請求項６に係る光ディスク装置によれば、請求項５に記載の光ディスク装置において、前記極値平均化個数演算手段の出力信号の検出個数が、測定目標である２のＭ乗に等しい値（Ｍは正の整数）になった場合に、検出停止フラグを発生する検出停止フラグ発生手段をさらに有し、前記極大値平均化手段は、前記極大値累積加算手段の出力を前記２のＭ乗で平均化し、前記極小値平均化手段は、前記極小値累積加算手段の出力を前記２のＭ乗で平均化する、ものとしたので、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択するのに必要な歪率測定手段を実現でき、その際、極値を平均化する際の演算がシフト演算のみで実現でき、除算器を必要としないため、回路規模を削減できる効果がある。
また、本発明の請求項７に係る光ディスク装置によれば、請求項３に記載の光ディスク装置において、前記歪率測定手段は、前記ゼロクロス幅検出手段により検出される複数のゼロクロス幅に基づいて、それぞれのゼロクロス幅毎に判別フラグを発生する判別フラグ発生手段と、該判別フラグにより選別された各々の極大値と極小値とを平均化することにより、各々のゼロクロス幅に依存したマーク歪率を測定するマーク歪率測定手段と、を有する、ものとしたので、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択するのに必要な歪率測定手段を実現できる効果がある。
また、本発明の請求項８に係る光ディスク装置によれば、請求項１に記載の光ディスク装置において、前記ＰＲＭＬ信号処理手段は、前記光再生信号に含まれる高域周波数成分を抑制できるような意図的な波形干渉を基準に、該光再生信号をパーシャルレスポンス(Partial Response)等化するためのパーシャルレスポンス等化手段と、該パーシャルレスポンス等化手段の出力信号に対し、最も確からしい系列を推定する最尤（Maximum Likelihood）復号手段とを有し、該パーシャルレスポンス等化レベルと、前記マーク歪率に応じて、復調データが誤って復調されないレベルに、前記最尤復号手段における系列を推定するための最尤復号用スレッショルドレベルを設定する、ようにしたので、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択する際に、ＰＲＭＬ信号処理手段で復調を行う際の誤動作を防止することが可能となる。
また、本発明の請求項９に係る光ディスク装置によれば、請求項１に記載の光ディスク装置において、前記デジタルデータ復調選択手段は、所定の歪率Ａ（Ａは正の整数）と、該歪率Ａより大きい所定の歪率Ｂ（Ｂは正の整数）とを判定基準として有し、前記マーク歪率が前記歪率Ａよりも小さい場合は、前記ＰＲＭＬ信号処理手段を選択するとともに、該ＰＲＭＬ信号処理手段の最尤復号用スレッショルドレベルを前記パーシャルレスポンス等化レベルを基準に設定し、前記マーク歪率が、前記歪率Ａよりも大きく、前記歪率Ｂよりも小さい場合は、前記ＰＲＭＬ信号処理手段を選択するとともに、該ＰＲＭＬ信号処理手段の最尤復号用スレッショルドレベルを記録符号のセンターレベルの近傍になるように設定し、前記マーク歪率が前記歪率Ｂよりも大きい場合は、前記レベル判別２値化手段を選択する、ようにしたので、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択する際に必要な、マーク歪率の値に応じた選択動作の場合分けを行うことが可能となり、より安定かつ良好な再生品質を得ることが可能となる。
また、本発明の請求項１０に係る光ディスク装置によれば、請求項３に記載の光ディスク装置において、前記マーク歪率に依存した前記最尤復号用スレッショルドレベルの設定により復調されたデジタル２値化信号と、前記レベル判別２値化手段により復調された該デジタル２値化信号とを比較し、記録幅が長いマークにおけるデジタル２値化信号同士が一致する割合を判断する長マーク部復調データ判別手段をさらに備え、そのデジタル２値化信号同士が最も多く一致するように、前記最尤復号手段の最尤復号用スレッショルドレベルの最適値を決定する、ようにしたので、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択する際に、マーク歪み率の値がより大きい場合でもＰＲＭＬ信号処理手段による復調が可能となり、復調性能を向上させることが可能となる。
また、本発明の請求項１１に係る光ディスク装置によれば、請求項８に記載の光ディスク装置において、前記最尤復号手段は、請求項３に記載のマーク幅特定フラグ生成手段により記録幅が長いマークパターンと判別された系列に対して、前記最尤復号用スレッショルドレベルを前記マーク歪率に応じて補正を行うようにしたので、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択する際に、記録幅が長いマークパターンと判別された系列に対する復調誤りを抑えることが可能となり、復調性能を向上させることが可能となる。
また、本発明の請求項１２に係る光ディスク装置によれば、請求項５に記載の光ディスク装置において、前記歪率測定手段は、所定の個数の系列データにおいて、前記マーク歪率が大きく、マーク中央部において、記録符号のセンターレベルを再生信号が跨ぐことにより、前記極値平均化個数演算手段でカウントされたカウント数が該平均化個数を満たさなかった場合、検出異常であることを示す検出異常フラグを発生するようにしたので、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択する際に、マーク歪率が異常に大きいことを示すことが可能となる。
また、本発明の請求項１３に係る光ディスク装置によれば、請求項１に記載の光ディスク装置において、マーク側のゼロクロス幅をカウントした結果が、１Ｔ（Ｔは記録チャネルビットの時間幅）である系列に対して、該ゼロクロス幅の一つ前後のゼロクロス幅を加算する仮想ゼロクロス幅検出手段と、該仮想ゼロクロス幅検出手段の出力信号が、該マーク歪率が大きく発生するパターン長と一致した場合に、その復調結果を長いマーク長の系列に置き換える長マーク補正手段とをさらに備え、前記デジタルデータ復調選択手段は、ランレングス長が“２”以上であるような記録符号を用いて記録されているデジタル記録データを再生する場合に、請求項１２に記載の検出異常フラグに応じて前記ＰＲＭＬ信号処理手段と前記レベル判別２値化手段のいずれを選択するかを判断し、前記マーク歪率が大きすぎる場合は、前記レベル判別２値化手段の出力に対し前記仮想ゼロクロス幅検出手段および前記長マーク補正手段を適用した出力信号を選択する、ようにしたので、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択する際に、ＰＲＭＬ信号処理手段においてもレベル判別２値化手段においてもデータ誤りを引き起こすような場合であっても、正確な復調データを検出することが可能となる。
また、本発明の請求項１４に係る光ディスク装置によれば、請求項１に記載の光ディスク装置において、請求項３に記載のオフセット補正手段の出力信号のピークエンベロープを検出するためのピークエンベロープ検出手段と、前記オフセット補正手段の出力信号のボトムエンベロープを検出するボトムエンベロープ検出手段と、をさらに備え、前記デジタルデータ復調選択手段は、前記マーク歪率に加え、該ピークエンベロープ検出手段により検出されたピークエンベロープ値と、該ボトムエンベロープ検出手段により検出されたボトムエンベロープ値をも、判断基準に用いて、デジタルデータを復調する手段を決定する、ようにしたので、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択する際に、ＰＲＭＬ信号処理方式の対マーク歪耐性を向上することが可能となる。
また、本発明の請求項１５に係る光ディスク装置によれば、請求項１４に記載の光ディスク装置において、前記ピークエンベロープ検出手段は、前記オフセット補正手段の出力信号の所定のＣ個のサンプリング区間（Ｃは正の整数）における最大値を検出する局所最大値検出手段と、該局所最大値検出を連続してＤ回（Ｄは正の整数）繰り返して、その期間の前記局所最大値検出手段の出力信号を累積加算する局所最大値累積加算手段と、該局所最大値累積加算手段の出力信号を前記Ｄ値で平均化する局所最大値平均化手段と、を有する、ものとしたので、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択する際に、ＰＲＭＬ信号処理方式の対マーク歪耐性を向上するために行うピークエンベロープの検出が、雑音や低域変動があった場合でも、可能となる。
また、本発明の請求項１６に係る光ディスク装置によれば、請求項１４に記載の光ディスク装置において、前記ボトムエンベロープ検出手段は、前記オフセット補正手段の出力信号の所定のＣ個のサンプリング区間（Ｃは正の整数）における最小値を検出する局所最小値検出手段と、該局所最小値検出を連続してＤ回（Ｄは正の整数）繰り返して、その期間の前記局所最小値検出手段の出力信号を累積加算する局所最小値累積加算手段と、該局所最小値累積加算手段の出力信号を前記Ｄ値で平均化する局所最小値平均化手段と、を有する、ものとしたので、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択する際に、ＰＲＭＬ信号処理方式の対マーク歪耐性を向上するために行うボトムエンベロープの検出が、雑音や低域変動があった場合でも、可能となる。
また、本発明の請求項１７に係る光ディスク装置によれば、請求項１４に記載の光ディスク装置において、前記ピークエンベロープ検出手段および前記ボトムエンベロープ検出手段の出力信号に基づいて光再生信号のアシンメトリ率を検出するアシンメトリ率検出手段をさらに有し、前記デジタルデータ復調選択手段は、デジタルデータを復調する手段として、該アシンメトリ率検出手段で検出された該アシンメトリ率が大きい場合、または、請求項３に記載の歪率測定手段により測定された前記マーク歪率が大きい場合は、前記レベル判別２値化手段を選択し、それ以外の場合は、前記ＰＲＭＬ信号処理手段を選択する、ようにしたので、光記録媒体から再生された光再生信号のアシンメトリ率に応じて、最適なデータ復調手段を選択することが可能となるため、常時ＰＲＭＬ信号処理方式を用いる場合に比べて、再生品質を向上させることができ、アシンメトリ率まで含めた最適な再生品質を提供することが可能となる。
また、本発明の請求項１８に係る光ディスク装置によれば、請求項１７に記載の光ディスク装置において、前記アシンメトリ率検出手段は、前記ピークエンベロープ検出手段の出力値と前記ボトムエンベロープ検出手段の出力値との差分を演算することにより前記光再生信号の振幅値を演算する振幅値検出手段と、該ピークエンベロープ検出手段の出力値と該ボトムエンベロープ検出手段の出力値とを加算することにより前記光再生信号の上下の振幅差を検出する振幅差検出手段とを有し、該振幅差検出手段の出力値を該振幅値検出手段の出力値で除算することにより前記アシンメトリ率を演算する、ようにしたので、光記録媒体から再生された光再生信号のアシンメトリ率を求めることが可能となる。
また、本発明の請求項１９に係る光ディスク装置によれば、請求項１４に記載の光ディスク装置において、請求項８に記載の最尤復号手段は、前記ピークエンベロープ検出手段の出力値と、前記ボトムエンベロープ検出手段の出力値と、前記マーク歪率とに応じて、復調データが誤って復調されないレベルに、該最尤復号手段における系列を推定するための前記最尤復号用スレッショルドレベルを設定する、ようにしたので、マーク歪率に応じて、ＰＲＭＬ信号処理方式の制御パラメータを最適化することにより、ＰＲＭＬ信号処理方式が有効となる範囲と用途が広がるため、アシンメトリ特性まで考慮した最適なＰＲＭＬ信号処理方法を実施することが可能となり、高速記録によりジッタ、波形歪、および、ＳＮＲ等が劣化した場合にも、安定で良好な再生品質を得ることが可能となる。
また、本発明の請求項２０に係る光ディスク装置によれば、請求項１４に記載の光ディスク装置において、前記ピークエンベロープ検出手段の出力値と、前記ボトムエンベロープ検出手段の出力値と、前記マーク歪率に依存した前記最尤復号用スレッショルドレベルの設定により復調された前記デジタル２値化信号と、前記レベル判別２値化手段により復調された該デジタル２値化信号とを比較し、長いマークにおける復調データが一致する割合を判断する長マーク部復調データ判別手段を有し、その復調データが最も多く一致するように、該最尤復号用スレッショルドレベルの最適値を決定する、ようにしたので、マーク歪率等に応じて、ＰＲＭＬ信号処理方式の制御パラメータを最適化することにより、ＰＲＭＬ信号処理方式が有効となる範囲と用途が広がるため、ＰＲＭＬ信号処理手段の復調性能を向上させることが可能となり、高速記録によりジッタ、波形歪、および、ＳＮＲ等が劣化した場合にも、安定で良好な再生品質を得ることができる。
また、本発明の請求項２１に係る光ディスク装置によれば、請求項１９に記載の光ディスク装置において、前記最尤復号手段は、請求項３に記載のマーク幅特定フラグ生成手段により長いマーク幅のパターンと判別された系列に対して、前記最尤復号用スレッショルドレベルを、前記ピークエンベロープ検出手段の出力値と、前記ボトムエンベロープ検出手段の出力値と、前記マーク歪率に応じて補正を行う、ようにしたので、最適な閾値制御が可能となり、アシンメトリ特性まで考慮した最適なＰＲＭＬ信号処理方式を実現することが可能となる。
また、媒体への記録状態をマーク歪率やアシンメトリ率により正確に把握できるため、重要なデータの保存状態を確認することや、記録型光ディスクドライブ、および、光ディスクレコーダーの性能確認にも有効である。これにより、記録型光ディスク製品の性能の安定化や製品開発の期間短縮にも有効である。
以下に、本発明の実施の形態による光ディスク装置を図面とともに詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
この実施の形態１は、請求項１ないし７、および請求項９に記載の発明に対応するものであり、光ディスクを再生する際に、チャネルビット信号とチャネルビットクロックとをＰＬＬで同期させてチャネルからの再生信号を得、これをＰＲＭＬ信号処理、もしくは、スライスレベルで符号を判別することで、２値化出力を得るものにおいて、
光記録媒体に記録されたマークの形状の不完全性に起因する再生波形の歪率を測定することにより、デジタルデータを復調する手段として、ＰＲＭＬ信号処理方式とレベル判別方式とのいずれかを選択することができ、記録品質に影響されることなく安定した再生品質が得られるようにしたものである。
図１において、図１６と同一符号は同一または相当する部分を示す。情報記録媒体としての光ディスク媒体（光記録媒体）１から光ピックアップ等の光再生手段２により光ディスク再生波形３を生成する。光再生手段２で生成された光ディスク再生波形３は、隣接する記録符号のパターンに応じて線方向の記録密度が高いほど、高周波成分において、再生波形の振幅減衰が顕著になり、光ディスク再生波形３が有するジッタ成分の劣化につながる。そこで、プリアンプ４で出力振幅を強調した後、波形等化手段５で高域を強調するような補正を施すことにより、光ディスク再生信号における高周波成分の振幅を増幅させてジッタの改善を図る。ここで、波形等化手段５は、ブースト量とカットオフ周波数とを任意に設定できるフィルタで構成される。このフィルタは、例えば、図２の実線で示すような周波数特性を有する高次等リップルフィルタ等であってもよい。この図において、点線で示した特性は、高域のブーストを行わない場合の特性である。
次に、波形等化手段５の出力信号は、再生クロック１１をタイミング基準としてアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタルコンバータ６により、多ビットのデジタル信号(以下、再生デジタル信号と称す)７に変換される。ここで、再生クロック１１は、位相同期ループ手段１０を構成するクロック発振手段９ｂにより生成される。即ち、再生クロック１１は、再生デジタル信号７を元に生成されるものであり、光ディスク媒体に書き込まれているデジタルデータの１チャネルビットに相当する信号を再生した時のチャネルビット周波数に同期したクロックとして生成される。
このクロック発振手段９ｂは、例えば、その発振周波数を制御する信号として多ビットのデジタル信号が入力される構成であり、その制御用デジタル信号を電圧に変換するデジタル・アナログコンバータを備えるとともに、このデジタル・アナログコンバータにより変換された電圧値により発振周波数を可変することができるＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator；電圧制御型発振器）を備えたようなものでも良い。
次に、再生クロック１１でサンプリングされた再生デジタル信号７を、オフセット補正手段８に入力することにより、再生デジタル信号７の波形の符号的な中心を求め、再生デジタル信号７に含まれる振幅方向のオフセット成分を補正する。
このオフセット補正手段８は、例えば、図３に示すような構成のものでもよい。以下、このオフセット補正手段８の動作を説明するが、この回路は一例であり、この回路に限られるものではない。ただし、後述するマーク歪率測定手段１６から得られるマーク歪率１７を正確に求めるためには、重要な役割を担うものであり、所期の性能を満たす回路を選択する必要がある。
図３において、再生デジタル信号７からオフセットレベル検出手段２０により、振幅方向のオフセットレベル情報を検出し、オフセットレベル平滑化手段２１により、振幅方向のオフセットレベル情報を平滑化する。次に、減算手段２２により、再生デジタル信号７から平滑化された振幅方向のオフセットレベル情報を減算して、再生デジタル信号７に含まれる振幅方向のオフセット成分を低減する。オフセットレベル検出手段２０は、再生デジタル信号７からゼロクロス位置と判断した場合の位相情報を、センターレベルの変動情報として出力する。一方で、ゼロレベルを基準にして再生デジタル信号７の極性が正の場合は“＋Ａ”を、負の場合は、“−Ａ”をそれぞれ加算して（Ａは任意の正数）、これらの情報を累積する。このとき、累積信号は、オフセット補正手段８の出力信号の符号的な極性のバランスを表す情報となるため、その情報をもとに符号的なセンターレベルとのオフセット情報も抽出できる。次に、これらセンターレベル変動情報と符号的な極性のバランスを表す情報とを任意の比率で加算して、オフセットレベル情報を生成する。これにより、記録媒体に記録されたマーク形状の不安定性に起因して発生する再生波形に含まれるマーク歪率を検出する際に、再生デジタル信号７に存在する振幅方向のオフセット成分を低減することが可能となるため、後述する、位相同期制御（ＰＬＬ（Phase Locked Loop）制御）や、ＰＲＭＬ信号処理、レベル判別処理の性能の向上のみならず、非線形的な歪成分を正確に検出することも可能となる。
上述したとおり、再生デジタル信号７は、光ディスク再生波形３に含まれるチャネルビット周波数のクロック成分の位相に同期した再生クロック１１を基準として、アナログ・デジタルコンバータ６によりサンプリングして得たものである。その際に、再生クロック１１を生成する手段であるクロック発振手段９ｂの制御を、位相同期制御手段９ａで行う。
位相同期制御手段９ａは、クロック発振手段９ｂとともに位相同期ループ手段１０を構成しており、例えば、図４ａに示すような構成と原理のものでもよい。以下、この位相同期制御手段９ａの動作を説明するが、この回路は一例であり、この回路に限られるものではない。
図４ａにおける位相誤差情報検出手段２３において、ゼロクロス情報検出手段２４により、例えば、図４ｂの黒丸“●”で示されるようなオフセット補正手段８の出力信号から、ゼロクロス位置検出信号２６と、その位置が立ち上がりエッジであるか立ち下がりエッジであるかを示す極性選択信号２５とを生成する。極性選択信号２５が“正”を示す場合には、切り替え手段２８により、図４ａに示すように、極性反転手段２７から出力される信号を選択し、極性選択信号２５が“負”を示す場合には、オフセット補正手段８の出力信号そのものを選択する。次に、マスク処理手段２９により、ゼロクロス位置検出信号２６で、ゼロクロス位置、即ち極性が反転したと判断された場合のみ、切り替え手段２８の出力信号を位相誤差情報３０として出力する。その際、極性切り替わりの瞬間だけでなく、次のゼロクロス位置まで、位相誤差情報３０を保持しても良い。こうして得られた位相誤差情報３０は、図４ｂ中の、“Ｐ１”，“Ｐ２”，“Ｐ３”，“Ｐ４”，“Ｐ５”で示される。ここで、白丸“○”で示す立ち下がりエッジに該当する“Ｐ２”および“Ｐ４”において、切り替え手段２８は、極性反転手段２７の出力信号を選択している。
位相同期制御手段９ａは、こうして検出された位相誤差情報３０を用いて、ループフィルタ３１によりフィルタ処理を施して、クロック発振手段９ｂを制御するための位相制御信号を生成するものである。ここで、ループフィルタ３１は、比例成分と積分成分のゲインを調整し、それぞれをミックスして積分処理を行うような構成のものでも良い。つまり、アナログ・デジタルコンバータ６→オフセット補正手段８→位相同期制御手段９ａ→クロック発振手段９ｂ→アナログ・デジタルコンバータ６をメインの制御ループとするもので、位相誤差情報３０を零にするように、フィードバック制御を行うことにより、光ディスク再生波形３のチャネルビット周波数のクロック成分の位相に同期した再生デジタル信号７が生成可能となる。
光ディスク媒体１に、記録されたデジタルデータを復調するためには、上述したオフセット補正手段８の出力信号をそのセンターレベルに対して上側か下側かで、“１”と“０”とを判別するレベル判別２値化手段１２で復調２値化信号１９を生成するか、意図的な符号間干渉と尤も確からしい系列を確率演算により推定するＰＲＭＬ信号処理方式により復調２値化信号１９を生成しなければならない。ＰＲＭＬ信号処理方式は、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタやトランスバーサルフィルタ等に代表されるＰＲ（パーシャルレスポンス）等化手段１４により、高域雑音の抑制と意図的な符号間干渉を付加するためのパーシャルレスポンス等化をした後、ビタビ復号器等に代表される最尤復号手段１５により、付加された符号的規則に基づいて尤も確からしい系列を推定することにより、復調２値化信号１９を生成するＰＲＭＬ信号処理手段１３により実現されるものである。
ここで、パーシャルレスポンス等化は、例えば、ＤＶＤに対して、図１７ｃに示すように、等化後の波形振幅が、５値に分かれるようなＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）方式を用いるものでも良い。ここで、図１７における、白丸“○”は、再生クロック１１により標本化されたサンプリングデータを示しており、従来、光ディスク再生で用いられていたリードチャネルにおいては、図１７ａに示すような波形等化出力信号から、スライスレベルを用いたレベル判別２値化手段１２により、デジタルデータ復調を行なっていた。標本化する場合も、図１７ｂに示すように標本化し、その多ビットデジタル信号をスライスレベルにより、２値化判別していた。それに対して、ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）方式とは、異なる４つの時間の標本化データを、ａ：ｂ：ｂ：ａの比率で足しあわせた特徴（ａ＋ｂ＊Ｄ＋ｂ＊Ｄ2＋ａ＊Ｄ3）を有しており（Ｄは１チャネルビット周期の遅延を示す）、再生信号に対して、図５に示すような、低域通過型フィルタの特性を付加するものである。図５においては、ＰＲ（１，２，２，１）方式と、ＰＲ（３，４，４，３）方式がこれにあたる。図５に示すＭＴＦ（Modulation Transfer Function）特性に近い周波数特性を有する方式ほど、有利なパーシャルレスポンス方式と考えられている。図５に示す方式だけでなく、ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）方式以外にも、多種多様なパーシャルレスポンスの型は存在するが、特定の方式に限られるものではなく、性能に見合うものであれば、他の方式を用いても問題はない。
また、最尤復号手段１５は、例えば、図６に示すような原理で復調を行うビタビ復号器であってもよい。ビタビ復号器は、パーシャルレスポンスの型に応じて意図的に付加された符号の相関の法則にしたがって確率計算を行ない、尤も確からしい系列を推定するものである。例えば、適用したパーシャルレスポンスの型がＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）方式の場合、図６ａに示すような、状態遷移図に基づいて状態が変化するものである。これは、特に、ＤＶＤで用いられている８−１６変調符号を考慮したものとなっており、最小ランレングス長を“２”で制限していることも関係して、Ｓ０ないしＳ５までの６つの状態の状態遷移で表現可能となっている。図６ａにおいて、Ｘ／Ｙは、Ｘが記録符号の遷移を、Ｙがその時の信号振幅を示している。また、１つの状態は、隣接する３つの時間の符号で表わされ、例えば、Ｓ４「１１０」からＳ３「１００」への状態遷移では、「１１０」に符号“０”が加わり左にシフトされることにより、左端の“１”が消え、状態Ｓ３「１００」となることを意味している。これを時間的な連続系で見てみると、図６ｂに示すようなトレリス線図で表わされる。そこで、この各パスの確率的な長さｌk ab（以下、ブランチメトリックと称す）を計算し、それぞれの状態に推移する場合に、ブランチメトリックを加算していく。ここで、ｋは時間的な推移を、ａｂは、状態ＳａからＳｂへの遷移でのブランチメトリックを表わしている。そのブランチメトリックの各状態における加算値は、メトリックと呼ばれ、このメトリックが最小となるパスを生き残りパスとして、順次出力していくことにより、２値デジタルデータに復調していくものである。つまり、図６ｂの記録符号にしたがって復調されるとすれば、実線で示したパスが生き残りパスということになる。
一般的に、ＰＲＭＬ信号処理方式は、雑音やチルト等により発生する位相方向の非線形歪には強いが、光ディスク媒体の表面傷や指紋、汚れにより発生するディフェクト、および、アシンメトリ（上下非対称性）に対しては、レベル判別２値化手段１２のようなレベル判別方式の方が、再生品質は安定化する場合がある。また、記録型光ディスクドライブや光ディスクレコーダーにおいて、高倍速記録された場合には、記録面に形成されるマークの形状が不均一、または、不完全になり易く、特に、１１Ｔや１４Ｔ（Ｔは、チャネルビット周期）の時間幅の長いマークにおいては、図７に示す１１Ｔマークパターンの例のように、マーク３２の中央部が両端に比べて面積が小さく光の反射面が残ってしまうために、オフセット補正手段８の出力信号が、センターレベルの上側が光再生手段２で検出される光量が小さく、下側ほど光量が大きくなり、この場合は、１１Ｔマークの中央部で、オフセット補正手段８の出力信号が凹型に歪むことになる。ここで、ＰＲ等化手段１４の出力信号は、黒丸“●”Ｍ１で極小値３４となり、黒丸“●”Ｍ２で極大値３３が存在することになる。通常であれば、ピーク付近で飽和することになるが、このようにマークの形状が不完全な場合は、ビタビ復号器等の最尤復号手段１５を用いて復調した結果、図７の異常な復調２値化信号１９のように、１１Ｔマークが、４Ｔマーク→３Ｔスペース→４Ｔマークとして誤った復調がなされる場合が発生する。一方、レベル判別２値化手段１２ならば、不完全なマーク形状であっても、図７の正常な復調２値化信号１９のように、１１Ｔマークとして正確な復調がなされる。したがって、このような条件下では、必ずしもＰＲＭＬ信号処理方式が有効に働くとは限らない。
そこで、本発明の実施の形態１の例では、ＰＲ等化手段１４によりパーシャルレスポンス等化された再生信号に対して、図１に示すマーク歪率測定手段（歪率測定手段）１６により、図７に示す記録幅が長いマーク部の再生信号の極大値３３と極小値３４とを測定して、以下の式で示されるような、マーク歪率１７を検出する。
（マーク歪率１７）＝（極大値３３の平均値）／（極小値３４の平均値）
このマーク歪率演算は一例であり、この式に限らず歪成分を正当に反映するものであれば良い。なお、マーク歪率１７は、記録幅が長い特定のパターン、例えば、１４Ｔ、１１Ｔ、１０Ｔ、９Ｔ等に対して、それぞれ個別に演算することにより、より正確な記録状態を把握することが可能となる。マーク歪率測定手段１６により検出されたマーク歪率１７が、所定の値（実験等により決定できる任意の値）よりも大きい場合は、上述した現象を踏まえて、デジタルデータ復調選択手段１８により、デジタルデータを復調する手段として、レベル判別２値化手段１２を選択し、マーク歪率１７が、所定の値よりも小さい場合は、最尤復号手段１５を選択する。これにより、読み取り対象となる光記録媒体の記録品質に影響されることなく、安定した再生品質を得ることが可能となる。
ここで、マーク歪率測定手段１６は、例えば、図７および図８に示すような構成と原理のものでもよい。以下、この回路の動作を説明するが、この回路は一例であり、この回路に限られるものではない。
図８ａはこのマーク歪率測定手段１６の概略構成を示すもので、ゼロクロス幅検出手段３７によりＰＲ等化手段１４の出力信号のゼロクロス幅を検出し、マーク幅特定フラグ生成手段３８により１４Ｔマークや１１Ｔマーク（判別フラグ）を検出する。極大値検出手段４１（４３）および極小値検出手段４２（４４）は１４Ｔマークや１１Ｔマークを用いてＰＲ等化手段１４の出力信号の極大値および極小値を検出し、歪み率演算手段（マーク歪率測定手段）６３（６４）は１４Ｔマークや１１Ｔマーク，ＰＲ等化手段１４の出力信号の極大値および極小値を用いてマーク歪率１７を演算し、デジタルデータ復調選択手段１８へ出力する。
この構成において、極小値検出手段は、ゼロクロス間の中点に近い任意の区間の最小値を検出することによりこれを実現し、極大値検出手段は、極小値の検出範囲よりも広い区間の最大値を検出することによりこれを実現する。これにより、極大値および極小値を正確に求めることが可能となり、歪みの無い波形では、極大値および極小値の関係が逆転することもあるのが解消され、安定したマーク歪率の測定を行うことが可能となる。なお、図７に示すように、極大値検出用ゲート信号と極小値検出用ゲート信号とを用いて、マーク歪率検出を行ってもよい。
図８ｂはこのマーク歪率測定手段（歪率測定手段）１６の詳細な構成を示す。
図８ｂに示すようなマーク歪率測定手段１６において、ＰＲ等化手段１４の出力信号から、ゼロクロス位置検出手段３５によりゼロクロス位置を検出して、図７に示すようなゼロクロス位置検出信号３６を生成する。次に、ゼロクロス位置検出信号３６に対し、ゼロクロス幅検出手段３７により、ゼロクロス間隔を再生クロック１１基準でカウントする。カウントした結果から、マーク幅特定フラグ生成手段３８により、所要のマーク幅で検出フラグを発生する。例えば、１１Ｔマークを特定した場合は、図７に示す１１Ｔマーク検出フラグ（判別フラグ）３９を、１４Ｔマークを特定した場合は、１４Ｔマーク検出フラグ（判別フラグ）４０を、それぞれ生成する。図７に示すように、１１Ｔマーク検出フラグ３９を基準に、１１Ｔマーク極大値演算手段（極大値演算手段）４１により、１１Ｔマーク区間の振幅方向の絶対値の極大値３３を演算し、１１Ｔマーク極小値演算手段（極小値演算手段）４２により、振幅方向の絶対値の極小値３４を演算する。同様に、１４Ｔマーク検出フラグ４０を基準に、１４Ｔマーク極大値演算手段（極大値演算手段）４３により、１４Ｔマーク区間の振幅方向の絶対値の極大値を演算し、１４Ｔマーク極小値演算手段（極小値演算手段）４４により、振幅方向の絶対値の極小値を演算する。ここで、マーク歪率の検出を、１１Ｔや１４Ｔ等の記録幅が長いマークに対して行う理由は、図７のマーク３２に示すような不安定なマーク形状は、記録幅が長くなるほど顕著に現れ易くなり、６Ｔ以下のマーク等では、形状は比較的安定すると考えられるためである。なお、既に述べたように、特定マークの再生信号の極大値と極小値を検出する際に、極大値と極小値を精度良く検出するために、図７に示すような極大値検出用ゲート信号６５と、極小値検出用ゲート信号６６とを設定し、特定マークのゼロクロス間の中点に近い区間を、極小値検出用ゲート信号６６とし、それよりも広い区間を極大値検出用ゲート信号６５とすることで、マーク歪が発生しない正常な再生信号において検出誤りを防止できるため、精度の良いマーク歪率１７の測定が行えるようにしても良い。
次に、マーク歪率１７を精度良く測定するために、図８ｂに示すように、１１Ｔマーク極大値累積加算手段（極大値累積加算手段）４５、１１Ｔマーク極小値累積加算手段（極小値累積加算手段）４６、１４Ｔマーク極大値累積加算手段（極大値累積加算手段）４７、および、１４Ｔマーク極小値累積加算手段（極小値累積加算手段）４８により、極大値と極小値を累積加算する。ここで、１１Ｔマーク極値平均化個数演算手段（極値平均化個数演算手段）４９により、１１Ｔマーク検出フラグ３９の発生個数をカウントし、１１Ｔマーク検出停止フラグ発生手段（検出停止フラグ発生手段）５１により、任意の検出個数Ｎ（Ｎは正の整数）に達した時点で１１Ｔマーク検出停止フラグ５３を生成し、１１Ｔマーク極大値平均化手段（極大値平均化手段）５５と１１Ｔマーク極小値平均化手段（極小値平均化手段）５６とにより、それまでに累積した１１Ｔマーク極大値累積加算手段４５と１１Ｔマーク極小値累積加算手段４６との出力信号を前記Ｎにより平均することにより、１１Ｔマーク極大値５９と１１Ｔマーク極小値６０とを出力する。最後に、１１Ｔマーク歪率演算手段６３により、１１Ｔマーク歪率１７Ａが測定できる。同様に、１４Ｔマーク極値平均化個数演算手段５０により、１４Ｔマーク検出フラグ４０の発生個数をカウントし、１４Ｔマーク検出停止フラグ発生手段（検出停止フラグ発生手段）５２により、任意の検出個数Ｎ（Ｎは正の整数）に達した時点で１４Ｔマーク検出停止フラグ５４を生成し、１４Ｔマーク極大値平均化手段（極大値平均化手段）５７と１４Ｔマーク極小値平均化手段（極小値平均化手段）５８とにより、それまでに累積した１４Ｔマーク極大値累積加算手段４７と１４Ｔマーク極小値累積加算手段４８との出力信号を前記Ｎにより平均することにより、１４Ｔマーク極大値６１と１４Ｔマーク極小値６２とを出力する。最後に、１４Ｔマーク歪率演算手段６４により、１４Ｔマーク歪率１７Ｂが測定できる。
なお、上述した任意の検出個数Ｎは、その値を２のＭ乗（Ｍは正の整数）に設定すると、極値を平均化する際の演算が、シフト演算のみで構成でき、除算器を使う必要がなくなるため、回路規模の削減に有効である。また、１１Ｔマーク歪率演算手段６３と１４Ｔマーク歪率演算手段６４とは、それぞれの平均化された極小値の結果を平均化された極大値の結果により除算して、マーク歪率１７を求めても良く、一方、それぞれの平均化された極大値の結果から平均化された極小値の結果を差し引いて、その差分情報をマーク歪率１７に相当する値として処理しても良い。後者の場合（減算）は、前者（除算）に比べて実際の回路構成が容易となるが、再生デジタル信号７の振幅特性に依存するため測定誤差が大きくなる。逆に、除算を行う場合は、演算は複雑になるが、精度良いマーク歪率１７が測定可能となる。
また、デジタルデータ復調選択手段１８が、所定の歪率Ａ（Ａは正の整数）と、該歪率Ａより大きい所定の歪率Ｂ（Ｂは正の整数）とを判定基準としてその選択動作を切り替えるようにしてもよく、マーク歪率が歪率Ａよりも小さい場合は、ＰＲＭＬ信号処理手段１３を選択するとともに、ＰＲＭＬ信号処理手段１３の最尤復号用スレッショルドレベルを、パーシャルレスポンス等化レベルを基準に設定し、マーク歪率が歪率Ａよりも大きく、かつ、歪率Ｂよりも小さい場合はＰＲＭＬ信号処理手段１３を選択し、その際、ＰＲＭＬ信号処理手段１３の最尤復号用スレッショルドレベルを記録符号のセンターレベルの近傍になるように設定し、マーク歪率が歪率Ｂよりも大きい場合は、レベル判別２値化手段１２を選択するようにしてもよく、これにより、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択する際に必要な、マーク歪率の値に応じた選択動作の場合分けを行うことが可能となり、より安定かつ良好な再生品質を得ることが可能となる。
以上のように、本実施の形態１によれば、データを復調する手段として、光ディスク媒体１の記録状態に依存するマーク歪率１７に応じて、ＰＲＭＬ信号処理方式とレベル判別方式とを選択することができ、読み取り対象となる記録品質に影響されることなく安定した再生品質を得ることができる。
また、上記マーク歪率測定手段１６により、精度良く記録マークの幅に応じてマーク歪率１７を測定することが可能であるため、最適な復調方式を選択可能であるだけでなく、記録媒体に記録された記録データの品質を正確に把握可能となり、長期保存や大切なデータを保存する場合に、再記録が必要かどうか、倍速記録を低倍速記録にすべきかどうかを判断することが可能となる。
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２における光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
この実施の形態２は、請求項８，１０および１１に記載の発明に対応するものであり、光記録媒体１に記録されたマーク形状の不完全性により発生する再生波形の歪率を測定することにより、デジタルデータを復調する手段として、ＰＲＭＬ信号処理方式の最尤復号手段１５におけるメトリック演算のための閾値を適応させて、ＰＲＭＬ信号処理方式の対マーク歪耐性を向上させることを可能としたものであり、本発明の実施の形態１よりも、記録品質に影響されることなく安定した再生品質を得られるようにしたものである。
図９ａにおいて、図１と同一符号は同一または相当する部分を示す。閾値制御情報６７はマーク歪率測定手段１６から生成されるものであり、最尤復号手段１５における閾値（最尤復号用スレッショルドレベル）を制御するための情報である。長マーク部復調データ判別手段６８は、最尤復号手段１５により復調されたデジタル２値化信号と、レベル判別２値化手段１２により復調されたデジタル２値化信号とを比較し、記録幅が長いマークにおける復調データが一致する割合を判断するものであり、その結果に基づいて、最尤復号手段１５の閾値を最適化するための、閾値最適化情報６９を出力する。
この実施の形態２が実施の形態1の構成と異なるところは、閾値制御情報６７により最尤復号手段１５の閾値をマーク歪の影響を受けないように適応的に可変させる機能を設けた点である。また、長マーク部復調データ判別手段６８と閾値最適化情報６９とを用いて、最尤復号手段１５から出力される復調データとレベル判別２値化手段１２から出力される復調データとが、最も多く一致するように、最尤復号手段１５の閾値の最適値を決定する最適化ループを設けたことである。これにより、ＰＲＭＬ信号処理方式の適用有効範囲が広がり、マーク歪率１７の値が本発明の実施の形態１に比べて、大きい場合でもＰＲＭＬ信号処理方式により復調できるため、雑音やチルトによる位相方向の非線形歪、および、記録時の不完全なマーク形状に起因するマーク歪が同時に存在する光ディスク媒体１からデジタルデータを復調する場合に、安定で良好な再生品質が得られる。
図１０に、一例として、最尤復号手段１５の閾値制御原理を示す。図１０ａは、マーク歪が発生していない通常の光ディスク再生波形に対して、ＰＲ等化手段１４によりＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）等化された後の出力信号へ適用する、最尤復号手段１５の閾値ＴＬ１Ａ、ＴＬ２Ａ、ＴＬ３Ａ、ＴＬ４Ａを示す。ここで、ＰＲ等化手段１４の等化目標値が、それぞれ、図１７ｃに示す５つの値であった場合、それぞれの等化目標値の中間値を適応するのが一般的とされている。すなわち、Ａを任意振幅値として、ａとｂを、それぞれ任意の整数（例えば、ＤＶＤに適用する場合は、ａ＝３、ｂ＝４）とすると、以下の式で、各閾値を設定する。
ＴＬ１Ａ＝ （ａ／２＋ｂ）×Ａ
ＴＬ２Ａ＝ （ｂ／２）×Ａ
ＴＬ３Ａ＝−（ｂ／２）×Ａ
ＴＬ４Ａ＝−（ａ／２＋ｂ）×Ａ
ただし、光ディスク再生波形においては、雑音や非線形歪が白色ガウス雑音（周波数帯域に依存せずに一定の雑音電力スペクトラムを有する雑音）ではないため、必ずしも上述した値が最適とは限らない。ところが、図１０ｂの点線で囲んだ歪発生領域に示すようなマーク歪が発生した場合、閾値を図１０ａのように設定していた場合は、最尤復号手段１５を用いてデジタルデータを復調すると、図７の異常な復調２値化信号１９に示すように、復調誤りを起こしてしまう。そこで、図８ｂのマーク歪率測定手段１６に示すような構成から検出される１１Ｔマーク極小値６０や１４Ｔマーク極小値６１を基準にして、例えば、図９ｂに示すように、それらの極小値の平均値を、閾値制御情報６７として最尤復号手段１５に伝え、閾値制御情報６７に基づいて、閾値（パーシャルレスポンス等化レベル）ＴＬ１Ｂを決定することにより、マーク歪に依存せずに、正確な復調が可能となる。閾値ＴＬ２Ｂ、ＴＬ３Ｂ、ＴＬ４Ｂは、それぞれ、ＴＬ２Ａ、ＴＬ３Ａ、ＴＬ４Ａと同じでも良い。したがって、デジタルデータ復調選択手段１８により、マーク歪率１７が小さい場合は、図１０ａに示すような閾値を適用した最尤復号手段１５の出力信号を選択し、マーク歪率１７が大きい場合でも、図１０ｂに示すような、閾値制御情報６７で決定される閾値ＴＬ１Ｂが、ＴＬ２Ａを下回らない場合には、閾値ＴＬ１Ｂを適用した最尤復号手段１５の出力信号を選択し、マーク歪率１７が大きい場合で、かつ、閾値制御情報６７で決定される閾値ＴＬ１Ｂが、ＴＬ２Ａを下回わる場合には、最尤復号手段１５では、復調誤りを起こす可能性があるため、レベル判別２値化手段１２の出力信号を選択することにより、本発明の実施の形態１で述べた手段よりも、安定かつ良好な再生品質を得られる。
また、図１０ｂに示す閾値ＴＬ１Ｂは、マーク歪に対しては効果を発揮するが、マーク歪が発生していないほとんどの領域に対しては、若干ながら、再生品質を犠牲にせざるを得ない。そこで、マーク歪の影響が大きいとされている記録幅が長いマークに対して、図７および図８に示す、１１Ｔマーク検出フラグ３９や１４Ｔマーク検出フラグ４０が検出された箇所の最尤復号手段１５の閾値を、図１０ｃに示すようなＴＬ１Ｃのように、局部的に適応させて、通常は、ＴＬ１Ａとほぼ同じ値を維持するように制御することにより、全体の再生品質を犠牲にすることなくマーク歪に対して有効な最尤復号手段１５を実現することが可能となる。その際、閾値ＴＬ２Ｃ、ＴＬ３Ｃ、ＴＬ４Ｃは、それぞれ、ＴＬ２Ａ、ＴＬ３Ａ、ＴＬ４Ａと同じでも良い。ここで、局部的に閾値を可変させるポイントは、図７の極大値検出用ゲート信号６５か、極小値検出用ゲート信号６６のタイミングを適用すると良い。
さらに、長マーク部復調データ判別手段６８は、最尤復号手段１５により復調されたデジタル２値化信号と、レベル判別２値化手段１２により復調されたデジタル２値化信号とを比較し、記録幅が長いマークにおける復調データが一致する割合を判断するものであり、その結果に基づいて最も多く一致するように、最尤復号手段１５の閾値を最適化するための、閾値最適化情報６９を出力する。
この長マーク部復調データ判別手段６８は、例えば図９ｃに示すように、レベル判別２値化手段１２の出力である２値化信号を保持する２値化信号レジスタ６８ａと、最尤復号手段１５の出力である２値化信号を保持する２値化信号レジスタ６８ｂと、これら２値化信号レジスタ６８ａ，６８ｂに保持されている２値化信号のビットパターンの中で値が一致しているビットの個数をカウントする一致データ累算手段６８ｃと、その値が一致しているビットの個数のカウント値を２値化信号のビット長（既知の値）で除算した結果を閾値最適化情報６９として出力する除算手段６８ｄとで構成するようにしてもよい。
そして、これら、最尤復号手段１５の閾値設定→長マーク部復調データ判別手段６８→閾値最適化情報６９→最尤復号手段１５の閾値設定の一連の最適化ループにより、ＰＲＭＬ信号処理手段１３の復調性能を向上させることが可能となる。
なお、最尤復号手段１５は、マーク幅特定フラグ生成手段３８により記録幅が長いマークパターンと判別された系列に対して、その最尤復号用スレッショルドレベルを前記マーク歪率に応じて補正を行うようにしてもよく、これにより、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択する際に、記録幅が長いマークパターンと判別された系列に対する復調誤りを抑えることが可能となり、復調性能を向上させることが可能となる。
以上のように、本実施の形態２によれば、上記実施の形態１におけると同様に、データを復調する手段として、光ディスク媒体の記録状態に依存するマーク歪率に応じてＰＲＭＬ信号処理方式とレベル判別方式とを選択することができ、読み取り対象となる記録品質に影響されることなく安定した再生品質を得ることができる。また、最尤復号手段１５の閾値を閾値制御情報６７を用いて最適化することが可能となるため、ＰＲＭＬ信号処理方式の適用有効範囲が広がることとなり、マーク歪率１７が上記実施の形態１に比べて大きい場合でも、ＰＲＭＬ信号処理方式により復調を行うことができ、雑音やチルトによる位相方向の非線形歪、および、記録時の不完全なマーク形状に起因するマーク歪が同時に存在する光ディスク再生波形からデジタルデータを復調する場合においても、安定で良好な再生品質を得ることができる。
また、記録幅の長いマーク部に対してのみ局部的に閾値を制御し、長マーク部復調データ判別手段６８からの閾値最適化情報６９を用いて、最尤復号手段１５の復調データと、レベル判別２値化手段１２からの復調データとが、最も多く一致するように、最尤復号手段１５の閾値の最適値を決定する最適化ループを設けたことにより、マーク歪が発生していない領域の再生品質を低下させることなく、ＰＲＭＬ信号処理方式単独にて充分に安定かつ良好な再生品質を得ることができる。これは、高倍速記録により特性劣化が懸念される記録型光ディスク媒体の記録品質に対しても、良好な再生品質を保証することができ、情報記録媒体に保存した重要なデータを再生する際のデータ再生装置として最適である。
（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３における光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
この実施の形態３は、請求項１２および１３に記載の発明に対応するものであり、本発明の実施の形態２で述べた機能に加えて、極度にマーク歪が大きく、再生信号がマーク中央部分でセンターレベルを跨いでしまう場合に、レベル判別２値化手段１２の出力信号に基づいて、補正する機能を追加したものであり、実施の形態２よりも、記録品質に影響されることなく安定した再生品質を得られるようにしたものである。
図１１ａにおいて、検出異常フラグ７０は、マーク歪率測定手段１６において、極度にマーク歪が大きく、再生信号がマーク中央部分でセンターレベルを跨いでしまう場合に、検出目的である記録幅の長いマークパターンが検出できない場合に発生する。仮想ゼロクロス幅検出手段７１は、ゼロクロス幅をカウントした結果が、１Ｔ（Ｔは記録チャネルビットの時間幅）スペースである系列に対して、１Ｔゼロクロス幅の一つ前後のゼロクロス幅を加算して出力する。長マーク補正手段７２は、マーク歪が大きく発生するマークパターン長と一致した場合に、その復調結果を長いマークパターンの系列に置き換えるものであり、その出力信号は、デジタルデータ復調選択手段１８に入力される。
実施の形態３が実施の形態２の構成と異なるところは、マーク歪率測定手段１６から検出異常フラグ７０が出力されており、この信号により、マーク歪が異常に大きいことを確認することを可能にした点である。ここで、マーク歪率測定手段１６の入力信号は、ＰＲ等化手段１４の出力信号だけではなく、オフセット補正手段８の出力信号も入力できるようになっている点も異なる。また、レベル判別２値化手段１２の出力を仮想ゼロクロス幅検出手段７１に入力した後、長マーク補正手段７２を通すことにより、ゼロクロス幅をカウントした結果が、１Ｔスペースである系列に対して、１Ｔゼロクロス幅の一つ前後のゼロクロス幅を加算し、マーク歪が大きく発生するマークパターン長と一致した場合に、そのパターンに補正することが可能となった点である。
また、長マーク部復調データ判別手段６８により、ピークエンベロープ検出手段７６の出力値と、ボトムエンベロープ検出手段７７の出力値と、マーク歪率に依存した前記最尤復号用スレッショルドレベルの設定により復調された前記デジタル２値化信号と、レベル判別２値化手段１２により復調されたデジタル２値化信号とを比較し、長いマークにおける復調データが一致する割合を判断し、その復調データが最も多く一致するように、該最尤復号用スレッショルドレベルの最適値を決定する、ようにした点も実施の形態２と異なる点であり、マーク歪率やアシンメトリ率に応じて、ＰＲＭＬ信号処理方式の制御パラメータを最適化することにより、ＰＲＭＬ信号処理方式が有効となる範囲と用途が広がるため、ＰＲＭＬ信号処理手段の復調性能を向上させることが可能となり、高速記録によりジッタ、波形歪、および、ＳＮＲ等が劣化した場合にも、安定で良好な再生品質を得ることができる。
これにより、ＰＲＭＬ信号処理手段１３のみならず、レベル判別２値化手段１２においてデータ誤りを引き起こすような場合においても、正確な復調データを検出することが可能になる。
したがって、本発明の実施の形態２で述べた最尤復号手段１５の閾値制御，閾値最適化と併せて、記録型光ディスク媒体の記録品質に依存することなく、安定かつ良好な再生品質を保証することができる。
また、マーク側のゼロクロス幅をカウントした結果が、１Ｔ（Ｔは記録チャネルビットの時間幅）である系列に対して、該ゼロクロス幅の一つ前後のゼロクロス幅を加算する仮想ゼロクロス幅検出手段７１と、この仮想ゼロクロス幅検出手段７１の出力信号が、マーク歪率が大きく発生するパターン長と一致した場合に、その復調結果を長いマーク長の系列に置き換える長マーク補正手段７２とをさらに有し、前記デジタルデータ復調選択手段１８は、ランレングス長が“２”以上であるような記録符号を用いて記録されているデジタル記録データを再生する場合に、検出異常フラグに応じて判断し、前記マーク歪率が大きすぎる場合は、レベル判別２値化手段１２の出力に対し仮想ゼロクロス幅検出手段７１および長マーク補正手段７２を適用した出力信号を選択する、ようにしたので、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択する際に、ＰＲＭＬ信号処理手段およびレベル判別２値化手段のいずれにおいてもデータ誤りを引き起こすような場合であっても、正確な復調データを検出することが可能となる。
その際、仮想ゼロクロス幅検出手段７１は、図１１ｂに示すように、レベル判別２値化手段１２の出力中の１Ｔスペースを検出する１Ｔスペース検出手段７１ａと、検出した１Ｔスペースとレベル判別２値化手段１２の出力よりレベル判別２値化手段１２の出力中の１Ｔスペースの前後のゼロクロスまでの幅を検出する前後ゼロクロス幅検出手段７１ｂと、これら１Ｔスペースとその前後のゼロクロスまでの幅を加算するマーク幅加算手段７１ｃとにより構成してもよい。
また、長マーク補正手段７２は、図１１ｃに示すように、仮想ゼロクロス幅検出手段７１により検出された、１Ｔスペースとその前後のゼロクロスまでの幅との加算値に基づき発生した置き換え用の波形により仮想ゼロクロス幅検出手段７１の出力信号を置き換えるマーク置換手段７２ａにより構成してもよい。
また、マーク歪率測定手段１６は、図１１ｄに示すように、１Ｔスペース検出手段７１ａおよびゼロクロス幅検出手段３７の出力信号により検出異常フラグ７０を発生する検出異常フラグ発生手段９５を有するものであってもよい。
さらに、検出異常フラグ発生手段９５は、図１１ｅに示すように、ゼロクロス幅検出手段３７の出力信号をクロックとして１Ｔスペース検出手段７１ａの出力信号をラッチするラッチ９５ａと、ラッチ９５ａおよびゼロクロス幅検出手段３７の出力信号の論理積を検出異常フラグ７０として出力するとともに、この論理積によりラッチ９５ａをリセットするアンド回路９５ｂとで構成してもよい。
図１２に、一例として、極度にマーク歪が大きく、再生信号がマーク中央部分でセンターレベルを跨いでしまう場合の、マーク歪率測定手段１６からの検出異常フラグ７０の発生から、仮想ゼロクロス幅検出手段７１、長マーク補正手段７２、デジタルデータ復調選択手段１８を経て、正確な復調２値化信号が得られるまでの流れを説明する。これは一例であって、必ずしもこの流れで実現する必要は無い。図１２に示すマーク７３のように、極端に記録幅が長いマークの中央付近で、マーク形状が不完全になってしまう場合には、オフセット補正手段８の出力信号は、黒丸“●”Ｍ４で極大値７４を持つが、黒丸“●”Ｍ３の極小値７５が、センターレベルを割り込んでしまうために、本発明の実施の形態１で述べたマーク歪率測定手段１６では、正確にマーク歪率を測定できなくなる。その理由は、図８に示すゼロクロス位置検出信号３６が１１Ｔマークと考えられる中央部で、ゼロクロスしてしまい、これにより、マーク側のゼロクロス幅が１１Ｔにならなくなる可能性がでてくるためである。反面、レベル判別２値化手段１２の出力信号は、図１２に示すように、１Ｔスペース信号を検出することになる。この１Ｔスペース信号を検出した場合は、次のマーク側のエッジが終了した時点で、マーク歪率測定手段１６は図１２に示すような検出異常フラグ７０を発生する。この信号が多発した場合は、マーク歪が極端に大きくなっていると考えて良い。次に、仮想ゼロクロス幅検出手段７１により、１Ｔスペースの前後のゼロクロス幅を加算して、図１２の仮想ゼロクロス幅検出手段７１の出力信号を得る。図１２を例にすると、４Ｔマーク＋１Ｔスペース＋６Ｔマーク＝１１Ｔマーク幅となる。次に、長マーク補正手段７２により、仮想ゼロクロス幅検出手段７１の出力信号で補正をかけたパターンがマーク歪を発生させる可能性が高いマーク幅と一致した場合は、レベル判別２値化手段１２の復調信号の該当箇所を、仮想ゼロクロス幅検出手段７１の出力信号で補正をかけて入れ替える。その結果、図１２に示す長マーク補正手段７２の出力信号が得られる。その後、デジタルデータ復調選択手段１８により、長マーク補正手段７２の出力信号を選択して、復調２値化信号１９を生成する。
また、マーク歪率測定手段１６は、任意の数の系列データにおいて、前記マーク歪率が大きく、マーク中央部において、記録符号のセンターレベルを再生信号が跨ぐことにより、極値平均化個数演算手段４９，５０でカウントされたカウント数が該平均化個数に満たなかった場合、検出異常であることを示す検出異常フラグを発生するようにしてもよく、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択する際に、マーク歪率が異常に大きいことを示すことが可能となる。
以上のように、本実施の形態３によれば、マーク歪率測定手段１６での検出異常フラグ７０生成を行うとともに、仮想ゼロクロス幅検出手段７１、長マーク補正手段７２、デジタルデータ復調選択手段１８を経て、正確な復調２値化信号が得られるように構成したことにより、ＰＲＭＬ信号処理手段１３でも、レベル判別２値化手段１２でもデータ誤りを引き起こすような場合においても、正確な復調データを検出することが可能になる。
したがって、本実施の形態３においては、マーク歪率測定手段１６および長マーク部復調データ判別手段６８により最尤復号手段１５の閾値制御を行うことにより、上記実施の形態２におけると同様、再生品質の向上を得られるとともに、記録型光ディスク媒体の記録品質に依存することなく、安定かつ良好な再生品質を保証することができる。これは、高倍速記録された結果の記録品質として、記録符号に付加されている訂正パリティの能力によっても訂正できないような記録媒体の場合に、多大な効果が得られるものである。また、これは、そのような記録媒体に保存されたデータを正常なデータとして再度読み出して記録するような用途にも有用である。また、８−１６変調のＳＹＮＣパターン（同期パターン）となっている１４Ｔパターンの再生確率が高まることにより、再生に必要なＰＬＬ制御（位相同期制御）の性能を向上させられる可能性をも秘めている。
（実施の形態４）
図１３は、本発明の実施の形態４における光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
この実施の形態４は、請求項１４ないし２１に記載の発明に対応するものであり、本発明の実施の形態３で述べた機能に加えて、再生信号のピークエンベロープ８６とボトムエンベロープ８７とを検出し、さらにそれらの情報からアシンメトリ率７９を検出することにより、エンベロープ情報とアシンメトリ率７９とマーク歪率１７とをあわせて、本発明の実施の形態３までに記載したような、ＰＲＭＬ信号処理方式の最尤復号手段１５におけるメトリック演算のための閾値を適応させることと、デジタルデータを復調する手段として、ＰＲＭＬ信号処理方式かレベル判別方式かのいずれを選ぶかを選択することを可能としたものであり、エンベロープ情報とアシンメトリ情報とを新たに追加したことにより、ＰＲＭＬ信号処理方式の対マーク歪耐性と対アシンメトリ耐性とを向上させることができ、本発明の実施の形態３よりも、記録品質に影響されることなく安定した再生品質を得られるようにしたものである。
図１３において、ピークエンベロープ検出手段７６は、オフセット補正手段８の出力信号からピークエンベロープ値を検出するものであり、同様に、ボトムエンベロープ検出手段７７は、オフセット補正手段８の出力信号からボトムエンベロープ値を検出するものである。アシンメトリ率検出手段７８は、ピークエンベロープ値とボトムエンベロープ値とから、アシンメトリ率７９を検出するものである。
実施の形態４が実施の形態３の構成と異なるところは、オフセット補正手段８の出力信号から、ピークエンベロープ検出手段７６と、ボトムエンベロープ検出手段７７により、ピークエンベロープ値とボトムエンベロープ値とを検出し、アシンメトリ率検出手段７８によりアシンメトリ率７９を検出し、それらの信号に基づいて、最尤復号手段１５の閾値制御情報６７Ｂを生成し、マーク歪率１７とアシンメトリ率７９とから、デジタルデータ復調選択手段１８により、最適な復調２値化信号を選択するように判断基準を設けた点である。さらに、マーク歪率測定手段１６から出力される閾値制御情報６７Ａと、閾値制御情報６７Ｂとから最尤復号手段１５の閾値の最適化が可能になった点である。これにより、ＰＲＭＬ信号処理方式の適用有効範囲が広がり、雑音やチルトによる位相方向の非線形歪、および、記録時の不完全なマーク形状に起因するマーク歪、再生信号の上下非対称性であるアシンメトリが同時に存在する光ディスク媒体１からデジタルデータを復調する場合に、安定で良好な再生品質が得られる。
図１４に、一例として、ピークエンベロープ検出手段７６およびボトムエンベロープ検出手段７７の回路構成について説明する。以下、この回路の動作を説明するが、この回路は一例であり、この回路に限られるものではない。
図１４において、オフセット補正手段８の出力信号をピークエンベロープ検出手段７６とボトムエンベロープ検出手段７７とに入力し、局所最大値検出手段８０と、局所最小値検出手段８１とにより、オフセット補正手段８の出力信号の任意のＣ（Ｃは正の整数）個のサンプリング区間における再生信号の最大値および最小値を検出する。次に、局所最大値累積加算手段８２と局所最小値累積加算手段８３とにより、それぞれ、連続してＤ回（Ｄは正の整数）繰り返して、その期間の局所最大値検出手段８０の出力信号を累積加算し、局所最小値検出手段８１の出力信号を累積加算する。その後、局所最大値平均化手段８４と局所最小値平均化手段８５とにより、それぞれ、局所最大値累積加算手段８２の出力信号をＤ値で平均化し、局所最小値累積加算手段８３の出力信号をＤ値で平均化する。以上の構成により、雑音や低域変動があった場合でも、平均的なピークエンベロープ８６とボトムエンベロープ８７とを検出することが可能となる。
図１５に、一例として、アシンメトリ率検出手段７８の回路構成について説明する。以下、この回路の動作を説明するが、この回路はあくまで一例であり、この回路構成に限られるものではない。
図１５に示すように、アシンメトリ率検出手段７８は、図１４に示したピークエンベロープ検出手段７６の出力信号であるピークエンベロープ８６と、ボトムエンベロープ検出手段７７の出力信号であるボトムエンベロープ８７とを入力信号として、振幅値検出手段８８により、ピークエンベロープ８６とボトムエンベロープ８７との差分から、再生信号の振幅値の平均を検出する。同時に、振幅差検出手段８９により、ピークエンベロープ８６とボトムエンベロープ８７とを加算して、再生信号の上下の振幅差を検出する。その後、除算手段９０により、振幅差検出手段８９の出力値を振幅値検出手段８８の出力値で除算することにより、アシンメトリ率７９を検出する。これは、オフセット補正手段８の出力信号が、符号的なセンター制御により、ゼロレベルが、符号的センターに相当することから成立する。アシンメトリ率７９の求め方をまとめると、以下の式で表わすことができる。
アシンメトリ率７９＝Ｘ／Ｙ
但し、Ｘ＝（ピークエンベロープ８６−ボトムエンベロープ８７）
Ｙ＝（ピークエンベロープ８６＋ボトムエンベロープ８７）
このアシンメトリ率７９と、実施の形態１ないし実施の形態３で述べたマーク歪率１７とを同時に考慮して、デジタルデータ復調選択手段１８を制御することにより、アシンメトリ特性まで含めた最適な再生品質を提供することが可能となる。例えば、デジタルデータ復調手段１８が、アシンメトリ率７９が任意の値E（Eは任意の数値）よりも大きいか、または、マーク歪率１７が任意の値F（Fは任意の数値）よりも大きい場合は、レベル判別２値化手段１２を選択し、それ以外の場合は、ＰＲＭＬ信号処理手段１３を選択するような制御を行う。
なお、実施の形態２で述べた最尤復号手段１５の閾値制御に対しても、実施の形態４で述べた、ピークエンベロープ８６とボトムエンベロープ８７、アシンメトリ率７９等のアシンメトリ情報から生成した閾値制御情報６７Bと、実施の形態１から実施の形態３で述べた閾値制御情報６７Aと合わせて、最適な閾値制御が可能となり、アシンメトリ特性まで考慮した最適なＰＲＭＬ信号処理方式を実現することが可能となる。同様に、実施の形態３で述べた、マーク歪率１７が極端に大きい場合の記録幅が長いマークパターンに対する補正手段７２も、上述したアシンメトリ情報を考慮することにより、一層効果が上がる。
また、オフセット補正手段８の出力信号のピークエンベロープを検出するためのピークエンベロープ検出手段７６と、オフセット補正手段８の出力信号のボトムエンベロープを検出するボトムエンベロープ検出手段７７とをさらに備え、デジタルデータ復調選択手段１８は、マーク歪率のみならず、ピークエンベロープ検出手段７６により検出されたピークエンベロープ値と、ボトムエンベロープ検出手段７７により検出されたボトムエンベロープ値も、判断基準に用いて、デジタルデータを復調する手段を決定する、ようにしてもよく、マーク歪率に基づいて最適なデータ復調手段を選択する際に、ＰＲＭＬ信号処理方式の対マーク歪耐性を向上することが可能となる。
また、最尤復号手段１５は、ピークエンベロープ検出手段７６の出力値と、ボトムエンベロープ検出手段７７の出力値と、マーク歪率とに応じて、復調データが誤って復調されないレベルに、該最尤復号手段１５における系列を推定するための前記最尤復号用スレッショルドレベルを設定する、ようにしてもよく、マーク歪率に応じて、ＰＲＭＬ信号処理方式の制御パラメータを最適化することにより、ＰＲＭＬ信号処理方式が有効となる範囲と用途が広がるため、アシンメトリ特性まで考慮した最適なＰＲＭＬ信号処理方法を実施することが可能となり、高速記録によりジッタ、波形歪、および、ＳＮＲ等が劣化した場合にも、安定で良好な再生品質を得ることが可能となる。
また、最尤復号手段１５は、マーク幅特定フラグ生成手段３８により長いマーク幅のパターンと判別された系列に対して、前記最尤復号用スレッショルドレベルを、前記ピークエンベロープ検出手段７６の出力値と、前記ボトムエンベロープ検出手段の出力値と、前記マーク歪率に応じて補正を行う、ようにしてもよく、最適な閾値制御が可能となり、アシンメトリ特性まで考慮した最適なＰＲＭＬ信号処理方式を実現することが可能となる。
また、長マーク部復調データ判別手段６８は、マーク歪率に依存した前記最尤復号用スレッショルドレベルの設定により復調された前記デジタル２値化信号と、前記レベル判別２値化手段により復調された該デジタル２値化信号とに加え、ピークエンベロープ検出手段７６の出力値と、ボトムエンベロープ検出手段７７の出力値とを比較し、長いマークにおける復調データが一致する割合を判断し、その復調データが最も多く一致するように、該最尤復号用スレッショルドレベルの最適値を決定する、ようにしてもよく、ＰＲＭＬ信号処理方式の制御パラメータを最適化することにより、ＰＲＭＬ信号処理方式が有効となる範囲と用途が広がるため、ＰＲＭＬ信号処理手段の復調性能を向上させることが可能となり、高速記録によりジッタ、波形歪、および、ＳＮＲ等が劣化した場合にも、安定で良好な再生品質を得ることができる。
また、最尤復号手段１５は、マーク幅特定フラグ生成手段３８により長いマーク幅のパターンと判別された系列に対して、最尤復号用スレッショルドレベルを、ピークエンベロープ検出手段７６の出力値と、ボトムエンベロープ検出手段７７の出力値と、前記マーク歪率とに応じて補正を行う、ようにしてもよく、最適な閾値制御が可能となり、アシンメトリ特性まで考慮した最適なＰＲＭＬ信号処理方式を実現することが可能となる。
以上のように、本実施の形態４においては、アシンメトリ率７９や、ピークエンベロープ８６、ボトムエンベロープ８７等のアシンメトリ情報を、デジタルデータを復調する際の復調方式の判断基準として使用するとともに、ＰＲＭＬ信号処理の最適化、および、記録幅が長いマークパターンの補正、に使用することにより、ＰＲＭＬ信号処理方式の適用有効範囲が広がることとなり、雑音やチルトによる位相方向の非線形歪、記録時の不完全なマーク形状に起因するマーク歪、および、再生信号の上下非対称性であるアシンメトリが同時に存在する光ディスク媒体１からデジタルデータを復調する場合においても、安定で良好な再生品質を向上させることが可能となる。
また、マーク歪率とアシンメトリ率とを正確に検出できることを利用して、記録型の光ディスク媒体に記録されたデータ品質を正確に把握することが可能であるため、重要な情報を保存する場合の記録品質の確認にも応用できるだけでなく、記録型光ディスクドライブや光ディスクレコーダーの記録品質の確認にも応用できる。その結果、それら関連製品の開発期間の短縮や、性能保証にも効果がある。これにより、良好な品質の記録型光ディスク関連製品を市場に提供することが可能となる。
なお、上記実施の形態１ないし４では、光ディスク記録再生装置に適用したものを示したが、再生専用の光ディスク装置や、磁気ディスク装置等の再生系に用いてもよい。
また、ＰＲＭＬ方式とレベル判別方式とにより２種類の２値化信号を得るようにしたが、レベル判別方式以外の方式により２値化信号を得るようにしてもよい。
以上のように、本発明にかかる光ディスク装置は、媒体の記録状態に依存するマーク歪率に応じて、データを復調する手段として、ＰＲＭＬ信号処理方式とレベル判別方式とのいずれかを選択することができ、読み取り対象となる記録媒体に影響されることなく安定した再生品質が必要な場合に対して有用である。さらに、アシンメトリ率にも応じてデータ復調する手段を選択することにより、効果が高まる。
また、本発明にかかる光ディスク装置は、媒体の記録状態を、マーク歪率により把握することが可能であり、記録状態を検査、または、確認するような用途に適用できる。特に、重要なデータを保存する場合等に対して有用である。さらに、アシンメトリ率にも応じてデータ復調する手段を選択することにより効果が高まる。
また、本発明にかかる光ディスク装置は、記録条件と関連が深いマーク歪率を検出する場合に、検出対象となるマーク幅と平均化数を設定することができるため、記録型光ディスクドライブや光ディスクレコーダーの記録性能を正確に把握し、製品開発の期間短縮と、安定した性能を保証できる記録型光ディスク製品を市場に提供することに有用である。さらに、アシンメトリ率にも応じてデータ復調する手段を選択することにより効果が高まる。
また、本発明にかかる光ディスク装置は、媒体の記録状態に依存するマーク歪率に応じて、最尤復号におけるメトリック演算を最適化して、ＰＲＭＬ信号処理方式の読み取り性能を向上させることができ、読み取り対象となる記録媒体の状態が劣悪な場合等の高精度な再生品質が必要な場合に対して有用である。さらに、アシンメトリ率にも応じてデータ復調する手段を選択することにより効果が高まる。
さらに、本発明にかかる光ディスク装置は、長マーク幅の同期パターンを安定して検出することができ、媒体の記録状態に依存することなく高速かつ安定にデータ再生を行う必要がある用途に適している。
本発明の実施の形態１における、光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 高次イクリップルフィルタの周波数特性の説明図である。 本発明の実施の形態１におけるオフセット補正手段８の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における位相同期制御手段９の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における位相同期制御手段９の位相誤差情報の検出原理を示す図である。 各種パーシャルレスポンス方式の周波数特性とＭＴＦ特性を示す図である。 本発明の実施の形態１における最尤復号手段１５をビタビ復号器により実現する場合の動作原理を説明する状態遷移図である。 本発明の実施の形態１における最尤復号手段１５をビタビ復号器により実現する場合の動作原理を説明するトレリス線図である。 本発明の実施の形態１におけるマーク歪率測定手段１６の動作原理の説明図とタイミングチャートを示す図である。 本発明の実施の形態１におけるマーク歪率測定手段１６の原理的な構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１におけるマーク歪率測定手段１６の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２における、光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２における、光ディスク装置のマーク歪率測定手段１６を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２における、光ディスク装置の長マーク部復調データ判別手段６８を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２における、閾値制御情報６７による最尤復号手段１５の閾値制御を説明する図であり、正常状態における最尤復号手段１５の閾値設定を説明する図である。 本発明の実施の形態２における、閾値制御情報６７による最尤復号手段１５の閾値制御の説明図であり、異常状態における最尤復号手段１５の適応閾値設定を説明する図である。 本発明の実施の形態２における、閾値制御情報６７による最尤復号手段１５の閾値制御の説明図であり、異常状態における最尤復号手段１５の局所適応閾値設定を説明する図である。 本発明の実施の形態３における、光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３における、光ディスク装置の仮想ゼロクロス幅検出手段７１の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３における、光ディスク装置の長マーク補正手段７２の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３における、光ディスク装置のマーク歪率測定手段１６の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３における、光ディスク装置の検出異常フラグ発生手段９５の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３における、仮想ゼロクロス幅検出手段７１と長マーク補正手段７２の動作原理の説明図とタイミングチャートである。 本発明の実施の形態４における、光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態４におけるピークエンベロープ検出手段７６とボトムエンベロープ検出手段７７の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態４におけるアシンメトリ率検出手段７８の構成を示すブロック図である。 従来の光ディスク再生系の構成を示すブロック図である。 従来の光ディスク再生系の記録データ及び各機能ブロックでの出力信号波形の説明図であり、波形等化手段の出力信号を示す図である。 従来の光ディスク再生系の記録データ及び各機能ブロックでの出力信号波形の説明図であり、２値化判別時のサンプリング信号を示す図である。 従来の光ディスク再生系の記録データ及び各機能ブロックでの出力信号波形の説明図であり、ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）等化出力信号を示す図である。
符号の説明
１ 光ディスク媒体
２ 光再生手段
３ 光ディスク再生波形
４ プリアンプ
５ 波形等化手段
６ アナログ・デジタルコンバータ
７ 再生デジタル信号
８ オフセット補正手段
９ａ 位相同期制御手段
９ｂ クロック発振手段
１０ 位相同期ループ手段
１１ 再生クロック
１２ レベル判別２値化手段
１３ ＰＲＭＬ信号処理手段
１４ ＰＲ等化手段（ＦＩＲフィルタ）
１５ 最尤復号手段
１６ マーク歪率測定手段
１７ マーク歪率
１８ デジタルデータ復調選択手段
１９ 復調２値化信号
２０ オフセットレベル検出手段
２１ オフセットレベル平滑化手段
２２ 減算手段
２３ 位相誤差情報検出手段
２４ ゼロクロス情報検出手段
２５ 極性選択信号
２６ ゼロクロス位置検出信号
２７ 極性反転手段
２８ 切り替え手段
２９ マスク処理手段
３０ 位相誤差情報
３１ ループフィルタ
３２ マーク
３３ 極大値
３４ 極小値
３５ ゼロクロス位置検出手段
３６ ゼロクロス位置検出信号
３７ ゼロクロス幅検出手段
３８ マーク幅特定フラグ検出手段
３９ １１Ｔマーク検出フラグ
４０ １４Ｔマーク検出フラグ
４１ １１Ｔマーク極大値演算手段
４２ １１Ｔマーク極小値演算手段
４３ １４Ｔマーク極大値演算手段
４４ １４Ｔマーク極小値演算手段
４５ １１Ｔマーク極大値累積加算手段
４６ １１Ｔマーク極小値累積加算手段
４７ １４Ｔマーク極大値累積加算手段
４８ １４Ｔマーク極小値累積加算手段
４９ １１Ｔマーク極値平均化個数演算手段
５０ １４Ｔマーク極値平均化個数演算手段
５１ １１Ｔマーク検出停止フラグ発生手段
５２ １４Ｔマーク検出停止フラグ発生手段
５３ １１Ｔマーク検出停止フラグ
５４ １４Ｔマーク検出停止フラグ
５５ １１Ｔマーク極大値平均化手段
５６ １１Ｔマーク極小値平均化手段
５７ １４Ｔマーク極大値平均化手段
５８ １４Ｔマーク極小値平均化手段
５９ １１Ｔマーク極大値
６０ １１Ｔマーク極小値
６１ １４Ｔマーク極大値
６２ １４Ｔマーク極小値
６３ １１Ｔマーク歪率演算手段
６４ １４Ｔマーク歪率演算手段
６５ 極大値検出用ゲート信号
６６ 極小値検出用ゲート信号
６７ 閾値制御情報
６８ 長マーク部復調データ判別手段
６９ 閾値最適化情報
７０ 検出異常フラグ
７１ 仮想ゼロクロス幅検出手段
７２ 長マーク補正手段
７３ マーク
７４ 極大値
７５ 極小値
７６ ピークエンベロープ検出手段
７７ ボトムエンベロープ検出手段
７８ アシンメトリ率検出手段
７９ アシンメトリ率
８０ 局所最大値検出手段
８１ 局所最小値検出手段
８２ 局所最大値累積加算手段
８３ 局所最小値累積加算手段
８４ 局所最大値平均化手段
８５ 局所最小値平均化手段
８６ ピークエンベロープ
８７ ボトムエンベロープ
８８ 振幅値検出手段
８９ 振幅差検出手段
９０ 除算手段
９１ ＶＣＯ

Claims (21)

  1. マークおよびスペースの発生確率がほぼ均等になるような記録符号のパターンによりデジタル記録されている光記録媒体から再生した光再生信号に対し、不完全なマーク形状の影響により発生する波形の歪率を測定する歪率測定手段と、
    高域雑音を抑制するために意図的な波形干渉を応用し、最も確からしい系列を推定することにより、前記デジタル記録されたデータを復調するＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood；以下、ＰＲＭＬと称す）信号処理手段と、
    任意のレベルで“０”と“１”との２値に判別を行うことにより前記デジタル記録されたデータを復調するレベル判別２値化手段と、
    前記該歪率測定手段により得られたマーク歪率に応じて、前記デジタル記録されたデータを復調する手段として、前記ＰＲＭＬ信号処理手段および前記レベル判別２値化手段のいずれを用いるかを選択するデジタルデータ復調選択手段と、を備えた、
    ことを特徴とする光ディスク装置。
  2. 請求項１に記載の光ディスク装置において、
    前記デジタルデータ復調選択手段は、
    記録幅が長いマークに対する前記マーク歪率が、所定の値よりも小さい場合に、前記ＰＲＭＬ信号処理手段を選択し、
    該マーク歪率が、所定の値よりも大きい場合に、前記レベル判別２値化手段を選択する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  3. 請求項１に記載の光ディスク装置において、
    前記光記録媒体から再生した光再生信号の出力振幅を強調するプリアンプと、
    該強調された信号の所定の周波数帯域を強調する波形等化手段と、
    該波形等化された信号を前記光再生信号のチャネルビット周波数に同期した再生クロックにより多ビットのデジタルデータにサンプリングするアナログ・デジタルコンバータと、
    該多ビットのデジタルデータが有するクロック成分の位相と同期するように前記再生クロックの発振周波数を制御する位相同期ループ手段と、
    前記多ビットのデジタルデータの振幅方向のオフセット成分を低減するように補正を行うことで、前記記録符号の極性のバランスが保たれる位置がゼロレベルとなるようにするオフセット補正手段と、をさらに備えるとともに、
    前記歪率測定手段は、
    前記オフセット補正手段の出力信号から、再生信号のゼロクロス位置を検出するゼロクロス位置検出手段と、
    該ゼロクロス位置の時間間隔を該再生クロック基準でカウントするゼロクロス幅検出手段と、
    任意のマーク幅で検出フラグを発生するマーク幅特定フラグ生成手段と、
    該マーク幅特定フラグ生成手段により特定された区間における、振幅方向の絶対値の極大値を演算する極大値演算手段と、
    前記振幅方向の絶対値の極小値を演算する極小値演算手段と、を有し、
    前記極大値と極小値との差分もしくは比率から前記マーク歪率を測定する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  4. 請求項３に記載の光ディスク装置において、
    前記極小値演算手段は、ゼロクロス間の中点に近い所定の区間の最小値を検出することにより前記極小値を演算し、
    前記極大値演算手段は、前記極小値の検出範囲よりも広い区間の最大値を検出することにより前記極大値を演算する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  5. 請求項３に記載の光ディスク装置において、
    前記歪率測定手段は、
    前記極大値演算手段の出力を、所定の測定区間において累積加算する極大値累積加算手段と、
    前記極小値演算手段の出力を、所定の測定区間において累積加算する極小値累積加算手段と、
    所定のマーク側のゼロクロス幅の検出個数Ｎ（Ｎは正の整数）をカウントする極値平均化個数演算手段と、
    前記検出個数Ｎにより前記極大値累積加算手段の出力を平均化する極大値平均化手段と、
    前記検出個数Ｎにより前記極小値累積加算手段の出力を平均化する極小値平均化手段と、をさらに有する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  6. 請求項５に記載の光ディスク装置において、
    前記極値平均化個数演算手段の出力信号の検出個数が、測定目標である２のＭ乗（Ｍは正の整数）に等しい値になった場合に、検出停止フラグを発生する検出停止フラグ発生手段をさらに有し、
    前記極大値平均化手段は、前記極大値累積加算手段の出力を前記２のＭ乗で平均化し、
    前記極小値平均化手段は、前記極小値累積加算手段の出力を前記２のＭ乗で平均化する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  7. 請求項３に記載の光ディスク装置において、
    前記歪率測定手段は、
    前記ゼロクロス幅検出手段により検出される複数のゼロクロス幅に基づいて、それぞれのゼロクロス幅毎に判別フラグを発生する判別フラグ発生手段と、
    該判別フラグにより選別された各々の極大値と極小値とを平均化することにより、各々のゼロクロス幅に依存したマーク歪率を測定するマーク歪率測定手段と、を有する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  8. 請求項１に記載の光ディスク装置において、
    前記ＰＲＭＬ信号処理手段は、
    前記光再生信号に含まれる高域周波数成分を抑制できるような意図的な波形干渉を基準に、該光再生信号をパーシャルレスポンス(Partial Response)等化するためのパーシャルレスポンス等化手段と、
    該パーシャルレスポンス等化手段の出力信号に対し、最も確からしい系列を推定する最尤（Maximum Likelihood）復号手段とを有し、
    該パーシャルレスポンス等化レベルと、前記マーク歪率に応じて、復調データが誤って復調されないレベルに、前記最尤復号手段における系列を推定するための最尤復号用スレッショルドレベルを設定する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  9. 請求項１に記載の光ディスク装置において、
    前記デジタルデータ復調選択手段は、
    所定の歪率Ａ（Ａは正の整数）と、該歪率Ａより大きい所定の歪率Ｂ（Ｂは正の整数）とを判定基準として有し、
    前記マーク歪率が前記歪率Ａよりも小さい場合は、前記ＰＲＭＬ信号処理手段を選択するとともに、該ＰＲＭＬ信号処理手段の最尤復号用スレッショルドレベルを前記パーシャルレスポンス等化レベルを基準に設定し、
    前記マーク歪率が、前記歪率Ａよりも大きく、前記歪率Ｂよりも小さい場合は、前記ＰＲＭＬ信号処理手段を選択するとともに、該ＰＲＭＬ信号処理手段の最尤復号用スレッショルドレベルを前記記録符号のセンターレベルの近傍になるように設定し、
    前記マーク歪率が前記歪率Ｂよりも大きい場合は、前記レベル判別２値化手段を選択する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  10. 請求項３に記載の光ディスク装置において、
    前記マーク歪率に依存した前記最尤復号用スレッショルドレベルの設定により復調されたデジタル２値化信号と、前記レベル判別２値化手段により復調された該デジタル２値化信号とを比較し、記録幅が長いマークにおけるデジタル２値化信号同士が一致する割合を判断する長マーク部復調データ判別手段をさらに備え、
    該デジタル２値化信号同士が最も多く一致するように、前記最尤復号手段の最尤復号用スレッショルドレベルの最適値を決定する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  11. 請求項８に記載の光ディスク装置において、
    前記最尤復号手段は、
    請求項３に記載のマーク幅特定フラグ生成手段により記録幅が長いマークパターンと判別された系列に対して、前記最尤復号用スレッショルドレベルを前記マーク歪率に応じて補正を行う、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  12. 請求項５に記載の光ディスク装置において、
    前記歪率測定手段は、
    所定の個数の系列データにおいて、前記マーク歪率が大きく、マーク中央部において、記録符号のセンターレベルを再生信号が跨ぐことにより、前記極値平均化個数演算手段でカウントされたカウント数が該平均化個数を満たさなかった場合、検出異常であることを示す検出異常フラグを発生する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  13. 請求項１に記載の光ディスク装置において、
    マーク側のゼロクロス幅をカウントした結果が、１Ｔ（Ｔは記録チャネルビットの時間幅）である系列に対して、該ゼロクロス幅の一つ前後のゼロクロス幅を加算する仮想ゼロクロス幅検出手段と、
    該仮想ゼロクロス幅検出手段の出力信号が、該マーク歪率が大きく発生するパターン長と一致した場合に、その復調結果を長いマーク長の系列に置き換える長マーク補正手段と、をさらに備え、
    前記デジタルデータ復調選択手段は、
    ランレングス長が“２”以上であるような記録符号を用いて記録されているデジタル記録データを再生する場合に、請求項１２に記載の検出異常フラグに応じて前記ＰＲＭＬ信号処理手段と前記レベル判別２値化手段のいずれを選択するかを判断し、
    前記マーク歪率が大きすぎる場合は、前記レベル判別２値化手段の出力に対し前記仮想ゼロクロス幅検出手段および前記長マーク補正手段を適用した出力信号を選択する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  14. 請求項１に記載の光ディスク装置において、
    請求項３に記載のオフセット補正手段の出力信号のピークエンベロープを検出するためのピークエンベロープ検出手段と、
    前記オフセット補正手段の出力信号のボトムエンベロープを検出するボトムエンベロープ検出手段と、をさらに備え、
    前記デジタルデータ復調選択手段は、
    前記マーク歪率に加え、該ピークエンベロープ検出手段により検出されたピークエンベロープ値と、該ボトムエンベロープ検出手段により検出されたボトムエンベロープ値をも、判断基準に用いて、デジタルデータを復調する手段を決定する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  15. 請求項１４に記載の光ディスク装置において、
    前記ピークエンベロープ検出手段は、
    前記オフセット補正手段の出力信号の所定のＣ個のサンプリング区間（Ｃは正の整数）における最大値を検出する局所最大値検出手段と、
    該局所最大値検出を連続してＤ回（Ｄは正の整数）繰り返して、その期間の前記局所最大値検出手段の出力信号を累積加算する局所最大値累積加算手段と、
    該局所最大値累積加算手段の出力信号を前記Ｄ値で平均化する局所最大値平均化手段と、を有する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  16. 請求項１４に記載の光ディスク装置において、
    前記ボトムエンベロープ検出手段は、
    前記オフセット補正手段の出力信号の所定のＣ個のサンプリング区間（Ｃは正の整数）における最小値を検出する局所最小値検出手段と、
    該局所最小値検出を連続してＤ回（Ｄは正の整数）繰り返して、その期間の前記局所最小値検出手段の出力信号を累積加算する局所最小値累積加算手段と、
    該局所最小値累積加算手段の出力信号を前記Ｄ値で平均化する局所最小値平均化手段と、を有する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  17. 請求項１４に記載の光ディスク装置において
    前記ピークエンベロープ検出手段および前記ボトムエンベロープ検出手段の出力信号に基づいて光再生信号のアシンメトリ率を検出するアシンメトリ率検出手段をさらに備え、
    前記デジタルデータ復調選択手段は、デジタルデータを復調する手段として、該アシンメトリ率検出手段で検出された該アシンメトリ率が大きい場合、または、請求項３に記載の歪率測定手段により測定された前記マーク歪率が大きい場合は、前記レベル判別２値化手段を選択し、それ以外の場合は、前記ＰＲＭＬ信号処理手段を選択する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  18. 請求項１７に記載の光ディスク装置において、
    前記アシンメトリ率検出手段は、
    前記ピークエンベロープ検出手段の出力値と前記ボトムエンベロープ検出手段の出力値との差分を演算することにより前記光再生信号の振幅値を演算する振幅値検出手段と、
    該ピークエンベロープ検出手段の出力値と該ボトムエンベロープ検出手段の出力値とを加算することにより前記光再生信号の上下の振幅差を検出する振幅差検出手段とを有し、
    該振幅差検出手段の出力値を該振幅値検出手段の出力値で除算することにより前記アシンメトリ率を演算する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  19. 請求項１４に記載の光ディスク装置において、
    請求項８に記載の最尤復号手段は、前記ピークエンベロープ検出手段の出力値と、前記ボトムエンベロープ検出手段の出力値と、前記マーク歪率とに応じて、復調データが誤って復調されないレベルに、該最尤復号手段における系列を推定するための前記最尤復号用スレッショルドレベルを設定する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  20. 請求項１４に記載の光ディスク装置において、
    前記ピークエンベロープ検出手段の出力値と、前記ボトムエンベロープ検出手段の出力値と、前記マーク歪率に依存した前記最尤復号用スレッショルドレベルの設定により復調された前記デジタル２値化信号と、前記レベル判別２値化手段により復調された該デジタル２値化信号とを比較し、長いマークにおける復調データが一致する割合を判断する長マーク部復調データ判別手段を有し、
    その復調データが最も多く一致するように、該最尤復号用スレッショルドレベルの最適値を決定する、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
  21. 請求項１９に記載の光ディスク装置において、
    前記最尤復号手段は、
    請求項３に記載のマーク幅特定フラグ生成手段により長いマーク幅のパターンと判別された系列に対して、前記最尤復号用スレッショルドレベルを、前記ピークエンベロープ検出手段の出力値と、前記ボトムエンベロープ検出手段の出力値と、前記マーク歪率に応じて補正を行う、
    ことを特徴とする、光ディスク装置。
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