JP4253415B2 - データ再生システム及びそのシステムを用いてデータ再生する光ディスク装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク装置や光磁気ディスク装置または磁気ディスク装置等のデータ記録装置に適用される記録媒体のデータ再生システムに関する。
また、本発明は、そのシステムを用いてデータ再生する光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、光ディスク装置に用いられる光ディスク記録媒体（光ディスク、光磁気ディスク）は、大容量、可換性、高信頼性等により、画像・イメージ情報の記録再生やコンピュータ用のコード記録等、種々の分野で利用が図られている。
このような光ディスク装置では、記録密度の増大に伴ってより精度の高いデータの記録及び再生の手法が望まれている。この光ディスク記録媒体に対する精度の高いデータの記録及び再生を行なう手法として、例えば、記録データ信号を所謂パーシャルレスポンス（ＰＲ）波形に変調して光ディスク記録媒体に記録する一方、この光ディスク記録媒体からの再生信号を所定周期でサンプリングした後に、所謂ビタビ検出器（最尤データ検出器）にて最も確からしいデータを検出する手法が提案されている。
【０００３】
図１に示す従来のＰＲＭＬシステム構成において、再生信号はアンプ（Ａｍｐ）５０及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）５１でアナログ処理され、ＡＤＣ５２によりデジタル変換され、等化器（ＥＱ）５３で等化される。等化器５３は、アナログ処理で行なっている場合やアナログとデジタルの両方で行なっている場合とがある。デジタル化した値から位相検出器（Phase Detector）５５により位相誤差を抽出し、その位相誤差を基に位相や周波数をＰＬＬ５４により調整したクロック（チャネルクロック）を作成し、最適なサンプリング値をえるようなクロックをＡＤＣ５２へ供給する。図示していないが、同様なクロックをロジックシステムにも供給する。
【０００４】
再生波形とサンプリング値の例を図２に示す。ＰＲ（１，１）の理想信号をクロックの立ち上がりでサンプリングすると「０」、「１」及び「２」の３レベルが得られる。
また、ナイキスト条件を満たすＰＲ（１，１）波形干渉の例を示す図３より、これは、（１、７）変調（（１、７）ＲＬＬＣ）のランダムデータに対するアイパターンからナイキスト条件を満たすようなＰＲ（１，１）波形干渉では３つのレベルとなることが理解できる。
【０００５】
ＰＲ（１、１）を例とした場合の基データとその期待値を図４に示す。図４より、データの遷移状態の組み合わせによりナイキスト条件を満足した波形干渉において、すなわち、ＰＲ（１、１）を例とした場合において、遷移状態の組み合わせとその組み合わせに応じて期待されるレベルを期待値Ｐｈで示す。ここで、状態遷移Ｓ２からＳ１及びＳ１からＳ２の２つの組み合わせは（１、７）ＲＬＬＣでは存在せず、後述するビタビ検出では考慮されないため消去される。
【０００６】
ビタビ検出は、図１のブランチメトリック計算回路（ＢＭ）５６、アッドコンペアセレクト（ＡＣＳ）５８、パスメトリックメモリ（ＰＭＭ）５７及びパスメモリ（ＰＭ）５９から構成されている。
ブランチメトリック計算回路５６は、期待値に対するブランチメトリックを計算する。計算式を下記（１）から（６）に示す。下記計算式では、ブランチメトリックＢＭｎ（ｎ＝０，１，３，４，６及び７）は、時刻ｔでのサンプル値ｙｔと期待値Ｐｈ（ｈ＝０，１，３，４，６及び７）の差の二乗を計算しているが、ブランチメトリックは相対的な大きさがわかれば良いため差の絶対値でもかまわない。
【０００７】
ＢＭ０ ＝ （ｙｔ−Ｐ０）２ ＝ ｙｔ２ （１）
ＢＭ１ ＝ （ｙｔ−Ｐ１）２ ＝ ｙｔ２ （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）
次に、ＡＣＳ５８でブランチメトリックを用いてパスメトリックを計算する。状態遷移を示す図５より、状態Ｓ１へのパスは状態遷移Ｓ３からＳ１、また、状態Ｓ２へのパスは状態遷移Ｓ０からＳ２の各々１つしか存在しない。よって、パスメトリックＰＭ（ｔ−１、３）のパスメトリックＰＭ（ｔ−１、０）から一義的に計算される。各パスメトリック計算式を（７）から（１０）に示す。
【０００８】
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）
上記式（７）で示されるＰＭ(t,0) と式（１０）で示されるＰＭ(t,3) の要素の大小関係は、下記式（７）−１及び（７）−２と式（１０）−１及び（１０）−２の４式の条件となる。
【０００９】
ＰＭ(t-1,0) ＋ＢＭ０ ＜ ＰＭ(t-1,1) ＋ＢＭ１ （７）−１
ＰＭ(t-1,0) ＋ＢＭ０ ≧ ＰＭ(t-1,1) ＋ＢＭ１ （７）−２
ＰＭ(t-1,2) ＋ＢＭ６ ＜ ＰＭ(t-1,3) ＋ＢＭ７ （１０）−１
ＰＭ(t-1,2) ＋ＢＭ６ ≧ ＰＭ(t-1,3) ＋ＢＭ７ （１０）−２
それらの組み合わせにより発生するマージは、図６に示すように４種類のマージに分類される。図６において、下から上への状態遷移の場合、対応するパスメモリＤ０からＤ３の値は「０」となる。例えば、Ｓ１からＳ２への状態遷移の場合、Ｄ２の値は「０」となる。一方、上から下への状態遷移の場合、対応するパスメモリＤ０からＤ３の値は「１」となる。例えば、図６に示される４つ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。図６において、上述のＰＲ（１、１）波形を例とした場合、サンプル値「０」を取り得るのは条件▲１▼、サンプル値「１」を取り得るのは条件▲２▼及びサンプル値「２」を取り得るのは条件▲４▼が成立する場合である。この場合、条件▲３▼は起こり得ない条件であるので、条件▲１▼、▲２▼及び▲４▼の３つでマージが発生し、パスマージの組み合わせは、図７に示す８種類となる。図７において、収束するようにデータを過去へ追跡することで、過去データを決める（●で示される点）ことができ、かつ、状態遷移が決定される。
【００１０】
パスメモリの構成を図８に示す。パスメトリックで選択されたデータがＤ０からＤ３に入力される。入力データは、図６のマージに従って決められる。図８においてシフトレジスタＳＲは、クロック同期で動作するが、ＳＲの前にはセレクタＳｅｌ．があり、ＳＲに入るデータが選択される。例えば、Ｄ３に「１」が入力された場合は、図６よりＳ３からＳ３へのパスが確からしいと判断されるため、Ｄ３のすべてのＳＲは時刻ｔ−１のＤ３のデータを時刻ｔのデータとする。一方、Ｄ３に「０」が入力された場合は、図６よりＳ２からＳ３のパスが確からしいと判断されるためＤ３の全てのＳＲは時刻ｔ−１のＤ２のデータを時刻ｔのデータとする。このような動作を各ＳＲとＳｅｌ．が行うことにより、パスメモリの後方ではパスマージ発生によりＤ０からＤ３の各ＳＲが同じデータに収束される。
【００１１】
上述の従来のＰＲＭＬシステム構成は、線形な重ね合わせで成る波形によるデータ再生に効果を奏していた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述従来のＰＲＭＬの動作原理において、対象とする波形は、線形な重ね合わせが成り立つ伝送系を対象としている。すなわち、再生波形のサンプリング点がナイキスト条件を満足していることが前提であった。しかし、磁気ディスクや光ディスクなどは、高密度化していく磁化の向き易さや読み出しスポット（アパーチャ）などが対象ではなくなり、そのため非線形ズレ成分が再生信号に含まれ、その結果、歪みが発生する。例えば、データ高密度記録を実現するための磁気超解像効果を持つ媒体（ＭＳＲ（Magnetic Super Resolution ）媒体）では、光ビームの熱分布を利用したマスクを形成することにより超解像効果をつくりだすため、媒体上を移動する光ビームの熱分布の偏りによって再生信号に非線形ズレ成分が発生し、この非線形ズレ成分のために再生波形に歪みが発生する。そのような場合、従来のＰＲＭＬでは十分なデータ検出能力が得られないという問題がある。
【００１３】
よって、歪みを含む再生波形に対しても有効にビタビ検出が行なわれることが必要とされている。
そこで、本発明の第一の課題は、歪みを含む再生波形に対しても有効にビタビ検出が行なわれるようにしたデータ再生システムを提供することである。
また、本発明の第二の課題は、そのシステムを用いてデータ再生する光ディスク装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記第一の課題を解決するため、本発明は、パーシャルレスポンス波形の記録信号に従ってデータ記録のなされた記録媒体からの非線形歪み成分を含む再生信号を所定周期にてサンプリングし、ビタビ復号アルゴリズムに従って、該パーシャルレスポンス波形にて定まる期待値と当該サンプリング値とから演算されるブランチメトリック値に基づいてパスメトリック値を演算し、そのパスメトリック値の比較演算結果に基づいて再生データを決めるようにしたデータ再生システムにおいて、データ遷移状態を示す記録データ単位内を所定周期で複数のサンプリング位置でサンプリングする複数サンプリング手段と、前記複数サンプリング手段によってデータ遷移状態から成るデータパターンをサンプリングした値をデータ遷移状態とサンプリング位置との組み合わせに応じた複数の期待値として複数のレジスタに設定する期待値設定手段と、前記データ遷移状態毎のナイキスト条件を満たさない前記複数のサンプリング位置による前記複数サンプリング手段にて得られた複数のサンプリング値と該データ遷移毎の複数のレジスタから取得した複数の期待値に基づいて、各サンプリング位置に応じたブランチメトリックを演算し、それらのブランチメトリック値に対してサンプリング位置に応じた重み付けをし、所定のデータ遷移状態に応じて該ブランチメトリック値を合成することによって合成ブランチメトリック値を算出する合成ブランチメトリック演算手段とを有し、前記合成ブランチメトリック値をパスメトリック値の演算に用いるように構成される。
【００１５】
このようなデータ再生システムでは、記録データ単位に複数位置でサンプリングされ、サンプリングされた複数のサンプリング値のブランチメトリック値から最も確からしいデータ遷移状態が抽出される。
従って、複数のサンプリング値からデータ遷移状態が考察されるため、データ遷移状態の抽出の精度を向上することができる。つまり、サンプリング位置がナイキスト条件を満たさない場合に、複数位置のサンプリング値から歪みを補正することが可能となる。
【００１６】
上記パーシャルレスポンス波形は、例えば、３値４状態のＰＲ（１、１）ＭＬ又はＰＲ（１、２、１）ＭＬ、ＰＲ（１、２、２、１）ＭＬ、或いはＰＲ（１３３１）ＭＬ等の拘束長が長い波形である。
上記記録データ単位は、例えば、データ遷移状態を示す３ビットで構成されるデータの単位である。
【００１７】
サンプリング位置がナイキスト条件を満たさない場合においてもビタビ復号アルゴリズムを適用することができるという観点から、本発明は、請求項２に記載されるように、前記合成ブランチメトリック演算手段は、前記サンプリング位置毎に、ブランチメトリック値を演算する第一の演算手段と、サンプリング位置に応じた重み付け係数を上記ブランチメトリック値に掛け合わせて得られた値を、前記データ遷移状態に応じて加算することによって合成ブランチメトリック値を算出する第二の演算手段とを有するように構成することができる。
【００１８】
このようなデータ再生システムでは、先ず、サンプリング位置毎のサンプリング値と期待値でデータ遷移状態の重み付けをした第一のブランチメトリック値を演算する。次に、データ遷移状態毎に複数位置で計算された第一のブランチメトリック値を足し合わせた第二のブランチメトリック値が演算される。従って、複数位置でサンプリングした場合においても、従来のビタビ復号アルゴリズムに適用させることができる。
【００１９】
また、歪みの補正をより効果的に行なうという観点から、本発明は、請求項３に記載されるように、前記重み付け係数は、可変に設定できるように構成される。
【００２０】
また、期待値を設定するという観点から、本発明は、請求項４に記載されるように、前記データ遷移状態から成るデータパターンに応じたリファレンス信号を、数回サンプリングすることによって取得したサンプリング値の平均値を前記レジスタに格納するように構成される。または、本発明は、請求項５に記載されるように、前記データ遷移状態から成るデータパターンに応じて記録された信号を、数回サンプリングすることによって取得したサンプリング値の平均値を前記レジスタに格納するように構成される。
【００２１】
このようなデータ再生システムでは、基本となるデータパターンに応じて記録された信号から期待値が設定されるため、この期待値は予期される歪みを含むことになり、実際のサンプリング値と期待値の差を小さくすることができ、より確からしいブランチメトリック値を取得することが可能となる。さらに、学習した歪みから、より確からしいブランチメトリック値を取得するという観点から、本発明は、請求項６に記載されるように、レジスタから読み取った期待値をサンプリングすることによって更新された平均値で書き換えるように構成される。さらに、本発明は、請求項７に記載されるように、前記レジスタは、ファームウェアによって読み書き可能であり、該ファームウェアの判断によって補正された値を設定できるように構成される。
【００２２】
このようなデータ再生システムでは、平均値を必要に応じてレジスタに設定しておくことで、ファームウェアが学習した歪みに応じてレジスタに設定された平均値を補正した値に書き換えて期待値とすることができる。
従って、期待値は、歪みに応じて動的に補正することができるので、ビタビ検出において、より効果的なブランチメトリック値を得ることができる。
【００２３】
上記ファームウェアは、例えば、データ再生システムを制御するようなＭＰＵ（Micro Processing Unit ）である。また、重み付け係数により、より確からしいブランチメトリック値を取得するという観点から、本発明は、請求項９に記載されるように、前記重み付け係数は、ファームウェアがレジスタに設定することによって、可変に設定できるように構成される。
【００２４】
上記第二の課題を解決するため、本発明は、パーシャルレスポンス波形の記録信号に従って光学的にデータ記録のなされた記録媒体からの光学的に再生信号を読み取る光学ヘッドによって、非線形歪み成分を含む該再生信号を所定周期にてサンプリングし、ビタビ復号アルゴリズムに従って、該パーシャルレスポンス波形にて定まる期待値と当該サンプリング値とから演算されるブランチメトリック値に基づいてパスメトリック値を演算し、そのパスメトリック値の比較演算結果に基づいてデータを再生する再生手段を有する光ディスク装置において、前記再生手段は、データ遷移状態を示す記録データ単位内を所定周期で複数のサンプリング位置でサンプリングする複数サンプリング手段と、データ遷移状態とサンプリング位置との組み合わせに応じた期待値を格納する複数のレジスタのアドレスが割り当てられているリファレンス領域を参照して、前記データ遷移状態毎のナイキスト条件を満たさない前記複数のサンプリング位置による前記複数サンプリング手段にて得られた複数のサンプリング値と該期待値に基づいて、各サンプリング位置に応じたブランチメトリックを演算し、それらのブランチメトリック値に対してサンプリング位置に応じた重み付けをし、所定のデータ遷移状態に応じて該ブランチメトリック値を合成することによって合成ブランチメトリック値を算出する合成ブランチメトリック演算手段とを有し、前記合成ブランチメトリック値をパスメトリック値の演算に用いるように構成される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明を適用した実施例に係る光ディスク装置は、例えば、図９に示すように構成される。この光ディスク装置は、記録媒体として光磁気ディスクを使用する光磁気ディスク装置である。
【００２６】
図９において、この光磁気ディスク装置は、記録媒体となる光磁気ディスク１０、光学ヘッド２０、アンプ２１、再生系ユニット２５、書込み系ユニット２６、電磁石２７、ＭＰＵ２８、サーボ系ユニット２９及びモータ３０を有している。光磁気ディスク１０には、所定の記録規則（拘束長２のパーシャルレスポンスＰＲ（１、１））に従ったデータの記録がなされ、また、この光磁気ディスク１０からデータの再生が行なわれる。
【００２７】
ＭＰＵ２８は、ファームウェアとして動作し、コネクタ３２、インタフェース回路３１を介して供給される外部ユニット（図示せず）からのデータ再生命令及びデータ書込み命令に従って、再生系ユニット２５、書込み系ユニット２６及びサーボ系ユニット２９を制御する。ＭＰＵ２８による再生系ユニット２５の制御に関しては後に詳述する。
【００２８】
上記光磁気ディスク装置では、データ再生命令が供給されたときに、光学ヘッド２０が光磁気ディスク１０を光学的に走査し、その際光学ヘッド２０から出力される再生信号がアンプ２１を介して再生系ユニット２５に供給される。この再生系ユニット２５は、供給される再生信号を量子化すると共に、その量子化データから最尤（ＭＬ）復号アルゴリズム（例えば、ビタビ復号アルゴリズム）に従って出力データを生成する。この出力データが、ＭＰＵ２８に供給され、さらにＭＰＵ２８からインターフェース回路３１及びコネクタ３２を介して外部ユニットに出力される。
【００２９】
一方、ＭＰＵ２８は、外部ユニットから記録データと共に書込み命令を受信すると、この記録データを所定の記録規制（例えば、パーシャルレスポンスＰＲ（１，１））に従って変調し、その変調されたデータを書込み系ユニット２６に供給する。書込み系ユニット２６は、供給されたデータに従って光学ヘッド２０の駆動制御を行い、更にＭＰＵ２８がその記録データの変調にて得られたデータに基づいて電磁気２７を制御する。その結果、光磁気ディスク１０に上記所定の記録規則に従ったデータが書き込まれる。
【００３０】
なお、ＭＰＵ２８にて制御されるサーボ系ユニット２９は、モータ３０を駆動させて光磁気ディスク１０を所定の速度で回転させると共に、光学ヘッド２０を光磁気ディスク１０の記録／再生位置に位置付ける。
上記図９の再生系ユニット２５は、例えば、図１０に示すように構成することができる。
【００３１】
図９の光学ヘッド２０からの再生信号は、アンプ（Ａｍｐ）１１１及びフィルター（ＬＰＦ）１１２を経由してＡＤＣ１１３へ供給される。また、ＰＬＬ１１９から同期クロックが生成される。従来との違いは、マルチクロック（Multi-ＣＬＫ）回路１２０で複数点のサンプリング用にクロックが作成されることである。Multi-ＣＬＫ回路１２０で３倍化されたクロックは、セレクタ（Selector）１１４で３つの等化器ＥＱ＿Ｍ１１５、ＥＱ１１６及びＥＱ＿Ｐ１１７に並列に振り分る。３つのブランチメトリックＢＭ＿Ｍ１２１、ＢＭ１２２及びＢＭ＿Ｐ１２３は、各クロックに同期して検出されたサンプル値に応じて６個のブランチメトリックＢＭ０からＢＭ７の値を計算する。図４より、考え得る状態遷移の組み合わせ８つの内２つの組み合わせは、実際には起こり得ないので、起こり得る状態遷移の組み合わせに応じたＭＢ０からＭＢ７のブランチメトリックが計算される。
【００３２】
上述より、マルチクロック（Multi-ＣＬＫ）回路１２０でクロックを３倍化することにより、１クロック内で複数ポイントにおいてサンプル値を検出することが可能となる。
図１０において、ビタビ検出は、ブランチメトリック（ＢＭ−ＭＩＸ）回路１２４、ＡＣＳ（Add Compare Select）１２６、パスメトリックメモリ（ＰＭＭ）１２５及びパスメモリ（ＰＭ）１２７から構成される。このビタビ検出におけるブランチメトリック計算は、各ＢＭ＿Ｍ１２１、ＢＭ１２２及びＢＭ＿Ｐ１２３で計算されたブランチメトリック値に重み付けをする。ＡＣＳ１２６、ＰＭＭ１２５及びＰＭ１２７は、従来と同等である。本発明に係るビタビ検出の重み付け計算については後述する。
【００３３】
図１０のマルチクロック回路１２０は、例えば、図１１に示すように構成することができる。図１１（Ａ）において、図１０のＰＬＬ１１９のクロック信号は（１）から取得され、シンセサイザー（Synthesizer ）１２０１により３倍クロック信号（２）となりカウンタ（Counter ）１２０２へ供給される。カウンタ１２０２は、２ビットカウンタであり、１から開始し２、３とカウントした後また１へ戻る。このカウンタ１２０２の各ビットの出力Ｃ［０］及びＣ［１］は、３つの論理回路ｎｏｔ１２０３、ｎｏｔ１２０４及びａｎｄ１２５によって、２ビットの値が論理演算され３つの出力信号（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）となる。図１１（Ｂ）は、各信号のタイムチャートを示す図であり、各符号は図１１（Ａ）の符号に対応する。
【００３４】
図１０に示される第一の構成例において、上記３倍化されたクロックに応じて十分高速に動作するＡＤＣ１１３を用いた例である。マルチクロック回路１２０からＡＤＣへのクロック信号は、図１１（Ｂ）に示されるクロック信号（２）の３倍クロック信号が用いられる。また、この構成例では、３倍クロック信号を用いたが、図１１（Ａ）のシンセサイザー１２０１を用いて、サンプリングする複数ポイントに応じて、２倍以上のクロック信号を生成すれば良い。
【００３５】
次に、図１０のブランチメトリック（ＢＭ＿ＭＩＸ）回路１２４は、例えば、図１２に示されるように構成される。ブランチメトリック（ＢＭ＿ＭＩＸ）回路１２４は、図９に示されるＭＰＵ２８（ファームウェア）で制御され、３つの乗算器（Multiply）１２４１、１２４２及び１２４３と加算器１２４７とで構成される。
【００３６】
乗算器１２４２は、サンプリングされた値に応じて計算されたＢＭ０からＢＭ７までのブランチメトリックに所定の重み付けをする。例えば、重み付け係数がＫ０であれば、各ＢＭ０からＢＭ７にＫ０を掛け合わせる。乗算器１２４１及び１２４３においても、重み付け係数ＫＭ及びＫＰで同様の処理が行なわれる。重み付け係数ＫＭ、Ｋ０及びＫＰは、図９のＭＰＵ２８によって設定される。
【００３７】
加算器１２４７は、各乗算器で計算された重み付けされたブランチメトリックを、状態遷移毎に足し合わせる処理を行なう。
これによって、ＡＣＳ１２６は、従来通りにＢＭ０からＢＭ７のブランチメトリックの計算結果を取得することができ、従来からのビタビ検出方法に適用することが可能となる。
【００３８】
また、ＢＭ０からＢＭ７のブランチメトリックの計算結果は、３つのサンプリング値から演算されるため、より精度の高い結果を得ることが可能となる。
また、図９の再生系ユニット２５は、例えば、図１３に示すようなＡＤＣを複数用いた構成にすることができる。図１３において、既に説明した構成部分と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図１３に示される第二の構成例では、３個のＡＤＣが用いられている。
【００３９】
各３個のＡＤＣ１１３１〜１１３３は、それぞれマルチクロック回路１２０からの図１１（Ａ）及び（Ｂ）で示されるクロックの出力信号（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に同期してサンプリングする。
さらに、図９の再生系ユニット２５は、例えば、図１４に示すような構成にすることができる。図１４において、既に説明した構成部分と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図１４に示される第三の構成例では、ＰＬＬ１１９へ供給する位相誤差量を１記録データに対する複数のサンプリング値から演算を行なう。信号を３つの等化器１１５〜１１７から取得することによって、同期するレベルに達したことを検出することが容易になり、よって、位相誤差量を抽出し易くすることができる。
【００４０】
上記再生系ユニットの第一から第三の構成例において、３倍のクロックで１チャンネルクロック中に３つのサンプリング値が得られた場合、セレクタ又は３つのＡＤＣにより各等化器へ供給し波形等化を行なう。元の再生信号は同一であり、アナログ再生信号周波数よりも２倍以上のサンプリングを行なうことによって復元された元波形において、３つのサンプリングの時系列も同一のパーシャルレスポンス特性の波形となる。
【００４１】
上記再生系ユニットの第一から第三の構成例では、波形等化を３つの等化器を用いる構成を示したが、サンプリング値をシリアルに供給し１つの等化器で等化を行ない、その後、３つのサンプリング値を並列に取得し、サンプリング値毎ににブランチメトリックを計算することも可能である。
サンプリングは、例えば、図１５で示されるような３点ａ、ｂ及びｃで行なわれる。図１５において、データ遷移０から７の各々のサンプリング位置が示されている。これらサンプリング位置で採取した３つのサンプリング値に対してブランチメトリックが計算される。この例では、サンプリング位置は３点であったが、２つ以上の複数点でのブランチメトリック値が計算されれば良く、それ以上でも良い。
【００４２】
このように、１チャネルクロック内で、従来よりも複数点でサンプリングすることにより、データ遷移に応じたブランチメトリック値の精度を向上させることができる。
次に、リファレンス領域のデータパターンとデータパターンに応じた理想波形の例を図１６に示す。図１６に示されるデータパターンは、３チャンネルクロック単位毎に図１５で示されるデータ遷移を示し、このデータパターンによって全ての組み合わせが示される。そして、図１６には、このデータパターンに応じた理想波形が示されている。
【００４３】
このデータパターンをリファレンスパターンとして用いて、図１３のデータ遷移毎にａ、ｂ及びｃ点で数回サンプリングして得たサンプリング値を平均し、それを期待値として設定しておく。このように期待値を設定することにより、歪みを持った再生信号に対して、予め歪みを含めた期待値を設定することができる。よって、ブランチメトリック計算が向上し、正しいデータ検出が可能となる。
【００４４】
リファレンス領域のデータパターンとデータパターンに応じた歪みのある波形の例を図１７に示す。図１７において、例えば、理想波形に対して歪みのある波形（太線）に応じた期待値が設定される。これによって、再生系ユニットにおけるデータ検出能力を向上させることができる。
ＭＰＵによるデータ遷移毎の期待値を設定する構成として、例えば、図１８に示されるように構成することができる。図１８は、図１０に示される第一の構成例に、さらにＭＰＵによるデータ遷移毎の期待値を設定する構成を加えたものである。図１８において、既に説明した構成部分と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００４５】
図１８に示される第四の構成例において、図９の再生系ユニット２５は、図１０の第一の構成を有し、さらに、平均個数設定レジスタ１３０、平均回路１３１、１３２及び１３３、コントローラ（Controller）１４０、セレクタ（Sel.）１４１、１４２及び１４３、レジスタＸａ、Ｘｂ及びＸｃ、リファレンス領域１５０とを有する。
【００４６】
リファレンス領域（ＶＦＯ領域）１５０には、データ遷移０〜７とサンプリング位置ａ、ｂ及びｃとの組み合わせに応じたレジスタＸａ、Ｘｂ及びＸｃが設定されており、組み合わせを示す各レジスタのアドレスが割り当てられている。各レジスタには、１クロック前のサンプリング値の平均が格納されている。ここで、レジスタＸａ、Ｘｂ及びＸｃにおいて、Ｘはデータ遷移番号を示し、ａ、ｂ及びｃは図１５に示されるデータ遷移毎のサンプリング位置を示す。
【００４７】
コントローラ１４０は、ＭＰＵ２８から受信した制御信号の１つであるレジスタ切り換え信号がレジスタReadの命令の場合、レジスタＸａ〜ＸｃのWrite/Read動作をRead状態に切り換える。さらに、ＭＰＵ２８からの平均値計算命令に応じて、レジスタＸａ、Ｘｂ及びＸｃのWrite/Read動作を切り換えることによって、サンプリング値の新たな平均値を取得する。
【００４８】
つまり、コントローラ１４０は、先ず、ＭＰＵ２８からのレジスタReadの命令に応じてレジスタＸａ〜ＸｃへRead命令を送り、１クロック前の平均値をリファレンス領域１５０から読み出し、平均回路１３１〜１３３へ読み出した平均値を供給する。次に、平均回路１３１〜１３３から新たな平均値を得ると、コントローラ１４０は、レジスタＸａ〜ＸｃへWrite 命令を送り、セレクタ１４１〜１４３を切り換えることによって、新たな平均値をレジスタＸａ〜Ｘｃに書き込む。書き込まれた平均値が期待値となる。この様な動作を繰り返すことによって学習し得られた期待値は、最も確からしい期待値となる。この期待値は、ブランチメトリック１２１〜１２３でブランチメトリック値を計算する際に参照される。
【００４９】
各平均回路１３１〜１３３は、例えば、下記計算式でサンプリング値を平均化すれば良い。
新Ａｖｅ＝（（ｎ−１）＊旧Ａｖｅ＋新Ｓｍｐｌ）／ｎ
新平均値（新Ａｖｅ）は、リファレンス領域１５０から取得した旧Ａｖｅに所定の平均個数から１を引いた数（ｎ−１）を掛け合わせ、さらに、新しくサンプリングされたサンプリング値（新Ｓｍｐｌ）を足した結果を所定の平均個数（ｎ）で割った結果で表わされる。平均個数は、平均個数設定レジスタ１３０で指定され、この平均個数設定レジスタ１３０は、ＭＰＵ２８によって設定される。平均個数が１個の場合は、レジスタＸａ〜Ｘｃに新たにサンプリングしたサンプリング値（新Ｓｍｐｌ）が平均値として格納される。
【００５０】
また、ＭＰＵ２８は、レジスタＸａ〜Ｘｃの読み書きが可能であるため、レジスタＸａ〜Ｘｃ内に格納された平均値を読み取り、システムの特性を考慮したアルゴリズムによって補正し、必要に応じて値を書き込むことにより期待値を補正することができる。
上記第一から第四の実施例において、パーシャルレスポンス波形の例として３値４状態のＰＲ（１、１）ＭＬを示したが、ＰＲ（１、２、１）ＭＬ、ＰＲ（１、２、２、１）ＭＬ、或いはＰＲ（１、３、３、１）ＭＬ等の拘束長が長い場合でも同様に適用が可能である。
【００５１】
上記第四の実施例におけるデータ遷移毎の期待値を設定する構成は、第一の実施例に限らず、第二及び第三の実施例にも適用できる。
上述によって、非線形ズレ成分が再生信号に含まれ、サンプリング点がナイキスト条件を満たさない場合においても、複数位置でのサンプリング、重み付け係数の設定、又は、期待値の設定によって、歪み補正が可能であるため、十分なデータ検出能力が得られる。
【００５２】
なお、上記各例では、光ディスク記録媒体（具体的には、光磁気ディスク）のデータ再生システムについて述べたが、本発明は、これに限らず、磁気ディスク等の記録媒体のデータ再生システムにも適用可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上、説明してきたように、請求項１乃至９記載の本願発明によれば、複数のサンプリング位置でサンプリング値を取得し、重み付けされたブランチメトリック値を演算することにより、最も確からしいデータ遷移状態を抽出することができる。従って、データ検出の精度を向上させることができる。また、記録媒体の特性や再生システムの特性に依存した再生信号の特性（非線形ズレ量等）に応じて期待値又は重み付け係数を変更することにより、実際のサンプリング値と期待値の差を小さくすることができ、より確からしいデータがより精度良く再生することができる。
【００５４】
また、請求項１０記載の本願発明によれば、複数のサンプリング位置でサンプリング値を取得し、重み付けされたブランチメトリック値を演算することにより、最も確からしいデータ遷移状態を抽出し、非線形ズレ量等を補正するように期待値又は重み付け係数を変更することにより、実際のサンプリング値と期待値の差を小さくすることができ、より確からしいデータがより精度良く再生することができる光ディスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来のＰＲＭＬシステム構成を示す図である。
【図２】図２は、再生波形とサンプリング値の例を示す図である。
【図３】図３は、ナイキスト条件を満たす波形干渉の例を示す図である。
【図４】図４は、基データとその期待値の例を示す図である。
【図５】図５は、状態遷移図である。
【図６】図６は、マージの種類を示す図である。
【図７】図７は、パスマージの組み合わせを示す図である。
【図８】図８は、パスメモリの構成を示す図である。
【図９】図９は、光ディスク装置の構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、再生系ユニットの第一の構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、マルチクロック回路の構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、ＢＭ−ＭＩＸ回路の構成例を示す図である。
【図１３】図１３は、再生系ユニットの第二の構成例を示す図である。
【図１４】図１４は、再生系ユニットの第三の構成例を示す図である。
【図１５】図１５は、データ遷移とそのサンプリング位置の例を示す図である。
【図１６】図１６は、リファレンス領域のデータパターンと理想波形の例を示す図である。
【図１７】図１７は、リファレンス領域のデータパターンと歪みのある波形の例を示す図である。
【図１８】図１８は、再生系ユニットの第四の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 光磁気ディスク
２５ 再生系ユニット
２８ ＭＰＵ
１１４ セレクタ
１１５、１１６、１１７ 等化器
１２０ マルチクロック
１２１、１２２、１２３ ブランチメトリック計算
１２４ ブランチメトリック計算（重み付け計算）
１２５ パスメトリックメモリ
１２６ ＡＣＳ（Add Compare Select）
１２７ パスメトリック

Claims (10)

1. パーシャルレスポンス波形の記録信号に従ってデータ記録のなされた記録媒体からの非線形歪み成分を含む再生信号を所定周期にてサンプリングし、ビタビ復号アルゴリズムに従って、該パーシャルレスポンス波形にて定まる期待値と当該サンプリング値とから演算されるブランチメトリック値に基づいてパスメトリック値を演算し、そのパスメトリック値の比較演算結果に基づいて再生データを決めるようにしたデータ再生システムにおいて、
   データ遷移状態を示す記録データ単位内を所定周期で複数のサンプリング位置でサンプリングする複数サンプリング手段と、
   前記複数サンプリング手段によってデータ遷移状態から成るデータパターンをサンプリングした値をデータ遷移状態とサンプリング位置との組み合わせに応じた複数の期待値として複数のレジスタに設定する期待値設定手段と、
   前記データ遷移状態毎のナイキスト条件を満たさない前記複数のサンプリング位置による前記複数サンプリング手段にて得られた複数のサンプリング値と該データ遷移毎の複数のレジスタから取得した複数の期待値に基づいて、各サンプリング位置に応じたブランチメトリックを演算し、それらのブランチメトリック値に対してサンプリング位置に応じた重み付けをし、所定のデータ遷移状態に応じて該ブランチメトリック値を合成することによって合成ブランチメトリック値を算出する合成ブランチメトリック演算手段とを有し、
   前記合成ブランチメトリック値をパスメトリック値の演算に用いるようにしたデータ再生システム。
2. 前記合成ブランチメトリック演算手段は、
   前記サンプリング位置毎に、ブランチメトリック値を演算する第一の演算手段と、
   サンプリング位置に応じた重み付け係数を前記ブランチメトリック値に掛け合わせて得られた値を、前記データ遷移状態に応じて加算することによって合成ブランチメトリック値を算出する第二の演算手段とを有するようにした請求項１記載のデータ再生システム。
3. 前記重み付け係数は、可変に設定できるようにした請求項１乃至２記載のデータ再生システム。
4. 前記データ遷移状態から成るデータパターンに応じたリファレンス信号を、数回サンプリングすることによって取得したサンプリング値の平均値を前記期待値として前記レジスタに格納するようにした請求項１記載のデータ再生システム。
5. 前記データ遷移状態から成るデータパターンに応じて記録された信号を、数回サンプリングすることによって取得したサンプリング値の平均値を前記期待値として前記レジスタに格納するようにした請求項１記載のデータ再生システム。
6. 前記レジスタから読み取った期待値をサンプリングすることによって更新された平均値で書き換えるようにした請求項４又は５記載のデータ再生システム。
7. 前記レジスタは、ファームウェアによって読み書き可能であり、該ファームウェアの判断によって補正された値を設定できるようにした請求項６記載のデータ再生システム。
8. 前記サンプリングの回数を１回とすることによって、前記ファームウェアが前記サンプリング値を直接読み取ることができるようにした請求項７記載のデータ再生システム。
9. 前記重み付け係数は、ファームウェアがレジスタに設定することによって、可変に設定できるようにした請求項３記載のデータ再生システム。
10. パーシャルレスポンス波形の記録信号に従って光学的にデータ記録のなされた記録媒体からの光学的に再生信号を読み取る光学ヘッドによって、非線形歪み成分を含む該再生信号を所定周期にてサンプリングし、ビタビ復号アルゴリズムに従って、該パーシャルレスポンス波形にて定まる期待値と当該サンプリング値とから演算されるブランチメトリック値に基づいてパスメトリック値を演算し、そのパスメトリック値の比較演算結果に基づいてデータを再生する再生手段を有する光ディスク装置において、
    前記再生手段は、データ遷移状態を示す記録データ単位内を所定周期で複数のサンプリング位置でサンプリングする複数サンプリング手段と、
    データ遷移状態とサンプリング位置との組み合わせに応じた期待値を格納する複数のレジスタのアドレスが割り当てられているリファレンス領域を参照して、前記データ遷移状態毎のナイキスト条件を満たさない前記複数のサンプリング位置による前記複数サンプリング手段にて得られた複数のサンプリング値と該期待値に基づいて、各サンプリング位置に応じたブランチメトリックを演算し、それらのブランチメトリック値に対してサンプリング位置に応じた重み付けをし、所定のデータ遷移状態に応じて該ブランチメトリック値を合成することによって合成ブランチメトリック値を算出する合成ブランチメトリック演算手段とを有し、
    前記合成ブランチメトリック値をパスメトリック値の演算に用いるようにした光ディスク装置。

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