光ディスク装置および光ディスクの再生方法
【課題】再生信号の品位が低い場合はディフェクトとして検出せずに、適応型等化器の係数制御器の係数学習を継続し、エラーレートを向上する。
【解決手段】最尤復号器のパスメモリの最終段の記憶部の全部の記憶素子が一致しない場合はディフェクトとして検出するように閾値判定回路１０４、１０６の閾値を初期設定する。ディフェクトの検出回数が所定値以上になると、記憶部の１個の記憶素子が一致しなくてもディフェクトとして検出しないように閾値判定回路１０４、１０６の閾値を１つ減算する。これにより、これ以降は、パスメモリの記憶部の１個の記憶素子が不統一であってもディフェクトとして検出されず、係数制御器の係数学習が継続され、品位の低い再生信号に対しても正しく最尤復号することができ、エラーレートを向上することができる。
【解決手段】最尤復号器のパスメモリの最終段の記憶部の全部の記憶素子が一致しない場合はディフェクトとして検出するように閾値判定回路１０４、１０６の閾値を初期設定する。ディフェクトの検出回数が所定値以上になると、記憶部の１個の記憶素子が一致しなくてもディフェクトとして検出しないように閾値判定回路１０４、１０６の閾値を１つ減算する。これにより、これ以降は、パスメモリの記憶部の１個の記憶素子が不統一であってもディフェクトとして検出されず、係数制御器の係数学習が継続され、品位の低い再生信号に対しても正しく最尤復号することができ、エラーレートを向上することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクの情報を再生する光ディスク装置に関し、特に光ディスクの読取り不良（ディフェクト）が生じた際に再生処理の誤動作を回避する光ディスク装置および光ディスクの再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスク装置が広く普及してきており、様々な方式の研究開発が行われ製品化されている。
【０００３】
特に、光記録再生の分野においても高密度記録化が進んできており、線方向の記録密度が大幅に増大している。また、レーザ波長が短くなり、レンズの開口度も大きくなるため、チルトによる再生信号品位の劣化が顕著になってきている。このためこれらの対策として、ＰＲＭＬ（Partial Response and Maximum Likelihood）信号処理方式の応用が盛んに行われている。この方式は、光ディスク装置に応用されるものであり、ＰＲＭＬ信号処理方式は従来のレベルスライス方式に比べ、光ディスク上に高密度に記録された情報においても高い信号品質が得られることが知られており、ＨＤ映像の録画を目的とした次世代の光ディスク装置への応用も検討されている。
【０００４】
一方、光ディスク装置においては、再生する媒体がリムーバブルディスクであるため、ハードディスク装置と異なり、ディスク上にほこり・指紋などの汚れや、傷等のディフェクトがあるディスクに対しても、安定して信号再生することが望まれている。ディスクにディフェクトがあると信号が乱され再生できなくなるばかりか、再生信号に対する制御量を管理するフィルタ内部にもその影響が残ってしまうため、ディフェクト復帰後もすぐには回復せず、正常なデータであっても一定時間異常なデータを送出し続けてしまう誤動作を引き起こす恐れがある。ディフェクトが検出されると、再生信号に対する制御量の学習を停止し、制御量は現在の値を保持する、もしくはディフェクト時の係数に置き換える。
【０００５】
ディフェクトの検知の一例として、ローパスフィルタ等を用いて光ディスクから得た信号のピーク検波及びボトム検波を行い、ピーク値・ボトム値が閾値を超えた場合に光ディスクにディフェクトが有ると判断する技術が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−１６６１２１号公報
【非特許文献１】電子情報通信学会誌Vol. 81, No. 5, pp. 497-505, 1998年5月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の判断手法では、ディフェクトではなく再生信号の品位が低い場合でもピーク値・ボトム値が閾値を超える場合がある。そのような場合、ディフェクトとして検出し、再生信号に対する制御量の学習を停止してしまうと、エラーレートを向上できない場合がある。
【０００７】
本発明の目的は、再生信号の品位が悪い場合をディフェクトとして検出せずに、制御量の学習を継続し、エラーレートを向上できる光ディスク装置および光ディスクの再生方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施態様による光ディスク装置は、光ディスクの再生信号を記録再生系の二値化特性に合わせて波形等化する等化手段と、前記等化手段の出力を二値化する最尤復号手段と、前記等化手段への入力信号と前記最尤復号手段からの出力信号とに応じて前記等化手段の波形等化特性を制御する制御手段と、前記最尤復号手段の出力信号に基づいて光ディスクのディフェクトを検出する検出手段とを具備し、前記ディフェクト検出手段の検出基準は前記最尤復号手段の出力信号に応じて可変である。
【０００９】
本発明の他の実施態様による光ディスクの再生方法は、光ディスクの再生信号を記録再生系の二値化特性に合わせて波形等化する等化ステップと、波形等化後の信号を二値化する最尤復号ステップと、波形等化前の信号と二値化信号とに応じて前記等化ステップの波形等化特性を制御する制御ステップと、二値化信号に基づいて光ディスクのディフェクトを検出するステップとを具備し、前記ディフェクト検出の検出基準は二値化信号に応じて可変である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ディフェクト検出の基準が最尤復号手段の出力に応じて可変であるので、再生信号の信号品位の低い場合はディフェクトとして検出せずに波形等化の学習を進め、エラーレートを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。
【００１２】
本発明の一実施形態に係わる光ディスク装置の構成例を図１に示す。データの記録及び再生の対象となる媒体、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスク１０へレーザ光を照射して反射光を受光し読み取り信号を出力する光ピックアップヘッド（ＰＵＨ）１２が設けられる。ピックアップヘッド１２で読み取られた微弱なアナログ信号である再生信号がプリアンプ１４で増幅される。増幅された再生信号がプリイコライザ１６でフィルタ処理が施され、適切な帯域制限と必要に応じた波形整形が行われる。プリイコライザ１６の出力信号がＡ／Ｄ変換器１８でＡ／Ｄ変換される。Ａ／Ｄ変換器１８の出力がオフセット・ゲイン制御器２０でオフセット・ゲインが制御される。
【００１３】
Ａ／Ｄ変換器１８に入力する再生クロック生成に関しては再生波形自体からクロックを抽出する。そのため、オフセット・ゲイン制御器２０の出力が位相比較器３６、周波数比較器３８に供給され、周波数比較器３８により再生波形と信号周波数との周波数誤差を検出し、位相比較器３６により理想サンプリング点との位相誤差を検出する。この周波数誤差、位相誤差に基づく制御はＰＬＬ（Phase Locked Loop）制御として知られており、周波数制御と位相制御はともに同一のループフィルタ４０によってなされ、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）４２によりＡ／Ｄ変換器１８にクロックが供給される。ループフィルタ４０には一般的には積分器が用いられており、ディフェクト時にはループフィルタ４０の出力、すなわちＶＣＯ４２の制御電圧にも影響が及び、ＰＬＬのロック状態が外れる危険性がある。なお、ＶＣＯ４２の出力クロックは他の回路にも供給され、タイミング制御が行われる。
【００１４】
オフセット・ゲイン制御器２０の出力がアシンメトリ補正器２２でアシンメトリ補正された後、適応型等化器２４に供給される。本実施形態の光ディスク装置は二値化方式としてＰＲＭＬ（Partial Response and Maximum Likelihood）方式を採用している。本実施形態では、記録再生系をＰＲ（ｈ０，ｈ１，ｈ２，ｈ３）特性と仮定している。括弧内はインパルス応答列である。つまり、記録ビット“１”に対して再生信号のサンプル値はｈ０，ｈ１，ｈ２，ｈ３の振幅を持つ系列として現れ、それより外側のサンプル点では０となる。再生信号系列は、各記録ビットに対するインパルス応答の加算で表現され、その加算結果はパスと呼ばれる。ビット系列とパスとは１対１に対応している。等化器２４は光ディスク１０の再生信号を使用するＰＲ特性に合わせ込む（波形等化する）ＦＩＲ型フィルタからなる。光ディスク１０の再生信号特性と似通ったＰＲ特性を選択することにより、等化による雑音成分の増幅が抑制される。上述したように、適応型等化器２４は再生信号を目標のＰＲ特性（ＰＲクラス）に応じた応答波形（パーシャルレスポンス波形信号）に波形等化する。このときの等化特性（ＦＩＲ型フィルタの係数）は、係数制御器２６によって調整される。
【００１５】
適応型等化器２４の出力が最尤復号器（ビタビ復号器）２８に供給される。最尤復号器２８は等化後の再生信号を“０”または“１”の判定を行い、二値の識別信号へと復号する。実際の再生信号は雑音を含んでいるので、いかなるパスとも完全には一致しない。最尤復号器２８では各サンプル点における実際の再生信号と想定される全てのパスとの誤差を累積加算し、累積加算値が最も小さいパスを選択する。そして、選択したパスに対応するビット系列を識別信号として出力する。最尤復号器では、再生信号のある一点のサンプルから値を決定するのではなく、ＰＲ特性の持つ既知の相関を利用し、複数点のサンプルから値を決定する。そのため、最尤復号器は雑音に強い。
【００１６】
最尤復号器２８により得られたバイナリデータは、ＲＬＬ復調器３０によりＲＬＬ変調の逆の処理（復調）が行われ、記録したデータを得ることができる。ＲＬＬ復調器３０の出力が復調された信号に対してエラー訂正を行うＥＣＣ回路３２を介してインターフェース部３４に供給される。
【００１７】
最尤復号器２８の復号結果が係数制御部２６、ディフェクト検出回路４４にも供給される。係数制御器２６はアシンメトリ調整部２２から出力された再生信号と最尤復号器２８から出力された識別信号とに基づいて適応型等化器２４の等化係数（タップ係数）を最適化する。
【００１８】
Ａ／Ｄ変換器１８の出力とオフセット・ゲイン調整器２０の出力と最尤復号器２８の出力とに応じて光ディスクの欠陥を検出するディフェクト検出回路４４が設けられる。ディフェクト検出回路４４の検出結果は制御部４６に供給される。制御部４６は係数制御器２６やその他のブロックの動作を制御する。
【００１９】
ＰＵＨ１２、プリアンプ１４、プリイコライザ１６以外の回路は一つの半導体チップ（光ディスク装置用コントローラ）２内に集積されている。各ブロックは、制御部４６を通して制御されている。
【００２０】
図２は適応型等化器２４の一例を示す。適応型等化器２４はＦＩＲ型フィルタからなり、アシンメトリ調整部２２の出力である再生信号をそれぞれ別個のタップ係数と増幅する９個の乗算器（×）と、乗算器（×）の出力を遅延して次の乗算器（×）の出力と加算する８組の遅延回路（Ｄ）と加算器（＋）の多段接続からなる。
【００２１】
図３は適応型等化器２４のタップ係数を制御する係数制御器２６の一例を示す。タップ係数はアシンメトリ調整部２２の出力である再生信号と、最尤復号器２８の出力である識別信号とに応じて決定される。決定方法には種々のアルゴリズムがあるが、図３はＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムと呼ばれる適応学習方法が用いられる場合を示す。
【００２２】
識別信号は理想信号／誤差信号算出部１６６に入力され、等化誤差信号が算出される。等化誤差信号と遅延器１６０、１６５を介した再生信号が乗算器１６４を介して各フィルタ１６１に供給される。各フィルタ１６１はフリップフロップ回路１６２及びアンプ部１６３をそれぞれ有し、適応型等化器２４に供給すべきタップ係数値を算出している。
【００２３】
この学習方法は、最尤復号器２８の出力結果から理想信号／誤差信号算出部１６６によって目標等化特性に対する等化誤差信号が生成され、フィルタ１６１では、この等化誤差信号の２乗平均値を最小にするようタップ係数値を更新していき、所望の等化特性に変更させていく。なお、ＬＭＳアルゴリズムにおける適応学習に関しては、非特許文献１に、詳しく記述されている。
【００２４】
図４に最尤復号器２８の構成図を示す。図は、一般的なビタビ復号回路の構成を示している。最尤復号器２８はブランチメトリック計算回路５２、加算・比較・選択回路５４、パスメモリ５６、パス決定回路５８、パスメトリックメモリ６０からなる。ブランチメトリック計算回路５２は適応型等化器２４からの入力を用いて、ブランチメトリック計算を行う。加算・比較・選択回路５４はブランチメトリック計算回路５２の出力をパスメトリックメモリ６０に記憶されているパスメトリックとの加算、比較、選択を行い、パスとパスメトリックを決定する。パスメモリ５６はパスの選択の経過を保存している。
【００２５】
パスメモリ５６の構成を図５に示す。パスメモリ５６は、記憶部６２とパス選択回路６４から構成され、それが多段に接続されている。記憶部６２１、…６２ｎの記憶素子数は、最尤復号で仮定しているＰＲクラスの状態数によって決まる。図５は、ＰＲ（ｈ０，ｈ１，ｈ２，ｈ３）で表されるＰＲクラスでの例を示している。加算・比較・選択回路５４から選択信号が入力され、それに応じて、パス選択回路６４１、…６４ｎ−１が切り替わり、適切な生き残りパスが各記憶部６２１、…６２ｎの各記憶素子ｓ０、ｓ１、ｓ３、ｓ４、ｓ６、ｓ７に保存される。周波数や位相の引き込みが完了し、トランスバーサルフィルタの係数学習も安定すると、システムが定常状態になり、最尤復号回路が正常な復号データを出力する。記憶素子は過去３ビットの再生信号の状態に対応し、ｓ０は“０００”、ｓ１は“００１”、ｓ３は“０１１”、ｓ４は“１００”、ｓ６は“１１０”、ｓ７は“１１１”を示す。
【００２６】
図６に、パスメモリ５６の最終段の記憶素子６２ｎの保存内容を示す。縦軸は、ＰＲクラスの各状態に対応する記憶内容に対応している。符号の最小ラン長が２以上で、かつＰＲ（１，２，２，１）やＰＲ（３，４，４，３）等のＰＲ（ｈ０，ｈ１，ｈ２，ｈ３）などの場合、６状態であるため、記憶素子は、図のように縦方向には６段となる。横軸方向に時間の経過を表している。ｉ〜ｉ＋５は、システムが安定し、正常な復号データが出力されている場合の記憶素子内容を示している。図のように、６つの記憶素子の内容は、１または０で統一される。
【００２７】
光ディスク１０は、傷や指紋等の汚れ、その他の条件によって、反射率が変わり、ＰＵＨ１２で取得される信号レベルが変化する場合がある。このようなディフェクト状態では、係数学習など、適応的に動く回路は、係数学習を止めて初期化する、あるいは現在の値を保持する、もしくは非ディフェクト時の係数に置き換える。あるいは、ゲインの変更等の動作モードを変更してもよい。
【００２８】
通常とは異なる信号状態は、ディフェクト検出回路４４にてディフェクトとして検出され、制御部４６等を通じて、係数制御器２６での適応学習処理を止める等の処理が行われる。
【００２９】
図７は、正常な状態のＤＶＤ−ＲＯＭからの再生信号の波形である。
【００３０】
図８は、一時的に振幅が小さくなるディフェクトが混入したＤＶＤ−ＲＯＭからの信号波形である。図８（ａ）は、ＤＶＤ−ＲＯＭの再生波形を示している。図８（ｂ）は、ローパスフィルタで得たＤＶＤ−ＲＯＭ波形のエンベローブ波形を示している。図８（ｃ）は、ディフェクト検出信号を示している。ディフェクト検出信号が高レベルの状態は、ディフェクトを検出したことを示している。このような波形のエンベローブが大きく変化するような波形は、特許文献１に記載のようにローパスフィルタを用いる等の手段を用いてエンベローブの変化を見ることで、ディフェクトとして検出することが可能である。
【００３１】
図９に、速い周期で振幅が変動するディフェクトが混入したＤＶＤ−ＲＯＭ波形を示す。図９（ａ）は、ＤＶＤ−ＲＯＭの波形を示している。図９（ｂ）は、ローパスフィルタで得たＤＶＤ−ＲＯＭ波形のエンベローブ波形を示している。図９（ｃ）は、ディフェクト検出信号を示している。ローパスフィルタ等を用いたディフェクト検出手法では、このようなエンベローブの変化が少ないディフェクトを検出することが困難である。
【００３２】
図８や図９等で示すディフェクトが混入した場合のパスメモリ５６の最終段の記憶部６２ｎは、図６のｊ〜ｊ＋２のように、６つの記憶素子の内容が統一されない。この特性を利用することで、従来では検出が難しかったエンベローブが大きく変化しないディフェクトに関しても、検出が可能となる。この特性を利用したディフェクト検出回路（これは図１のディフェクト検出回路ではない）を図１０に示す。パスメモリ５６の最終段の記憶部６２ｎ、もしくはパスが確定するのに充分な段数を経た後の記憶部の出力に一致検索回路６６を接続する。
【００３３】
一致検索回路６６の構成の一例を図１１に示す。パスメモリの記憶部６２ｎから入力される信号をＡＮＤ回路７０とＯＲ回路７２で受ける。パスメモリの記憶部６２ｎの内容が１または０で統一されていると、ＡＮＤ回路７０とＯＲ回路７２の出力が入力されるＮＯＲ回路７４の出力は０となり、ディフェクト無しとなる。パスメモリの記憶部６２ｎの内容が１または０で統一されていないと、ＮＯＲ回路７４の出力は１となり、ディフェクトとして検知できる。
【００３４】
ディフェクト検知信号は、ＮＯＲ回路７４の出力をそのまま用いても良いし、図１１のように、ディフェクトの検知を止めるディフェクト検知停止信号との論理積を取るＡＮＤ回路７６の出力信号を用いても良い。例えば、周波数や位相が安定しない状況や係数学習が学習の途中である場合などで、ディフェクトの検出をしたくない場合には、ディフェクト検知停止信号を用いて、ディフェクト検出を止めることができる。
【００３５】
図１３に、図９と同じ条件での図１１での方式のディフェクト検出の様子を示している。図１３（ａ）はＤＶＤ−ＲＯＭの波形を示している。図１３（ｂ）は、ローパスフィルタで得たＤＶＤ−ＲＯＭ波形のエンベローブ波形を示している。図１３（ｃ）に示すように、従来のエンベロープ変化を用いた手法では検出が困難なディフェクトを検出できる。
【００３６】
一致検索回路６６の構成の他の例を図１２に示す。パスメモリの記憶部６２ｎから入力される１や０の数をカウンタ８０と８２を用いて計測する。計測結果を閾値判定回路８４、８６で所定の閾値と比較し、計測結果が閾値以下、もしくは閾値より小さい場合にＯＲ回路８８の出力からディフェクト検知信号を出力する。図１１と同様に、ディフェクト検知信号は、ＯＲ回路８８の出力をそのまま用いても良いし、ディフェクトの検知を止めるディフェクト検知停止信号との論理積を取るＡＮＤ回路９０の出力信号を用いても良い。図１２の閾値判定回路８４、８６の閾値をパスメモリの記憶部の記憶素子全数とすると、図１２は図１１と実質的に等価となる。
【００３７】
図１０に示したディフェクト検出回路は最尤復号器２８のパスメモリ５６の特定の段の記憶部の状態に基づいているが、図１４に示すように、パスメモリ５６の状態が収束しない（６つの記憶素子の状態が統一されない）のはディフェクト時に限らず再生信号の品位が悪い場合もある。再生信号の品位は規格で規定されているが、規格を満たしていてもプレス精度が低い、反射率が低い、あるいは多層ディスクの場合に層間干渉が生じた場合に再生信号のＳ／Ｎ比が低下し、パスメモリ５６の記憶素子の状態が不統一になる場合がある。このように再生信号の品位が悪くパスメモリ５６の記憶素子の状態が不統一になった場合（図１４のｋ〜ｋ＋２）、ディフェクトとして検出しない方が良い場合もある。ディフェクトとして検出すると、係数制御器２６は係数学習を止めて現在の値を保持する、もしくは非ディフェクト時の係数に置き換えてしまうからである。ディフェクトではなく再生信号の品位が悪い場合は、適応型等化器２４の係数学習を進めれば、システムが安定しパスメモリ５６の記憶素子のデータが統一されることがある。図１０に示したディフェクト検出回路は信号品位が悪い場合の対応が不十分である。
【００３８】
図１に示した本実施形態のディフェクト検出回路４４は、入力信号の品位に応じて、ディフェクト／非ディフェクトの検出基準を可変する機能を持つものであり、その構成を図１５に示す。
【００３９】
パスメモリ５６の最終段の記憶部６２ｎ、もしくはパスが確定するのに充分な段数を経た後の記憶部から出力される“１”や“０”の数をカウンタ１００、１０２を用いて計測する。計測結果を閾値判定回路１０４、１０６で所定の閾値と比較し、計測結果が閾値以下、もしくは閾値未満の場合にＯＲ回路１０８の出力からディフェクト検知信号を出力する。このため、記憶素子のデータが“１”または“０”に統一されるまでの間にディフェクトを検出することが出来る。ディフェクト／非ディフェクトの検出基準である閾値判定回路１０４、１０６の閾値（“１”または“０”の個数）は後述する閾値決定回路１１８により可変である。
【００４０】
ＯＲ回路１０８から出力された信号は、ＡＮＤ回路１１０で安定再生通知信号との論理積が演算される。安定再生通知信号は本装置が安定に動作しているか否かを示すもので、具体的には、制御部４６が位相比較器３６、周波数検出器３８の動作結果に基づいて再生クロックの位相、周波数が安定していると判断できる時は安定再生通知信号を出力する。ＡＮＤ回路１１０の出力がＡＮＤ回路１１２と非収束回数カウンタ１１４に入力される。そのため、非収束回数カウンタ１１４は、安定再生時にもかかわらずパスメモリが収束していない状況が起こった回数をカウントしている。
【００４１】
入力信号の品位が良い場合は、非収束回数カウンタ１１４の値はディフェクト時のみ増加する。しかし、入力信号の品位が悪い場合は、非収束回数カウンタ１１４の値はディフェクト時以外にも増加する。すなわち、非収束回数カウンタ１１４のカウント値が増加する場合は、入力信号の品位が悪いという可能性がある。
【００４２】
非収束回数カウンタ１１４の出力は閾値判定回路１１６に供給され、所定の閾値と比較される。閾値判定回路１１６が非収束回数カウンタ１１４の出力が閾値以上、もしくは超えていることを検出すると、閾値決定回路１１８は、カウンタ１００、１０２の出力を閾値判定する閾値判定回路１０４、１０６の閾値を変更し、パスメモリが収束している（非ディフェクト）かどうかを判断する基準を緩くして、ディフェクトが検出され難くなるようにする。つまり、パスメモリが収束した、すなわちディフェクトではないと判定されるカウンタ１００、１０２の“１”、“０”カウント値の上限値を減少する。このため、係数制御器２６による適応型等化器２４の係数学習が進み、低品位の再生信号でも安定に再生できるようになる可能性が高い。
【００４３】
例えば、状態数が６の場合、初期には、６状態を示すパスメモリの最終段の６個の記憶素子がすべて同じとなると収束したと見なし、それ以外をディフェクトと判断するため、閾値判定回路１０４、１０６の閾値を６とする。そして、閾値判定回路１１６にて非収束回数カウンタ１１４のカウント値が閾値を超えたと判断した場合は、適応学習などを進めるために１個の記憶素子の状態が一致していなくても収束した（非ディフェクト）として扱うように閾値決定回路１１８は閾値判定回路１０４、１０６の閾値を５とする。すると、ディフェクトが検出され難くなり係数学習が進み、これ以降、再生信号の品位が低いことにより閾値判定回路１０４、１０６が状態の不一致を検出することが無く、ディフェクトのみを検出することができる。図１６に信号品位が悪い場合の非収束回数カウンタ１１４のカウント値を示す。図１６（ａ）は入力信号であり、図７と同じである。図１６（ｂ）は図１１に示した一致検索回路から出力されたディフェクト検知信号を計数するカウンタのカウント値、図１６（ｃ）は図１５に示す非収束回数カウンタ１１１のカウント値を示す。
【００４４】
ＡＮＤ回路１１０の出力信号（ディフェクト検知信号）はそのまま出力しても良いし、図１１の場合と同様に、ディフェクトの検知を止めるディフェクト検知停止信号との論理積を取るＡＮＤ回路１１２の出力信号を用いても良い。
【００４５】
従来のエンベローブ検波によるディフェクト検出方法と、図１１の一致検索回路を含むディフェクト検出回路、及び図１５のディフェクト検出回路４４において、入力波形を変えたときのシミュレーションによるビットエラーレート（ｂＥＲ）の様子を図１７に示す。図１７は６種類の入力信号についてビットエラーレートをシミュレーションした結果を示す。図１７から本実施形態の閾値を変える一致検索回路を含むディフェクト検出回路がビットエラーレートを低減するのに有効であることが分かる。
【００４６】
図１８に上記動作のフローチャートを示す。閾値決定回路１１８は閾値判定回路１０４、１０６の閾値を初期設定する（ブロック＃２）。このときはパスメモリ５６の記憶部の全部の記憶素子が一致しない限りディフェクトとして検出するように、閾値は記憶素子の全数とする。
【００４７】
この状態で再生を開始し、本装置が安定に動作するまでは安定再生通知信号が出力されないので、たとえ閾値判定回路１０４、１０６がカウンタ１００、１０２のカウント値が閾値以下、あるいは未満であると判定しても、ＡＮＤ回路１１０はディフェクト検知信号を出力しない（ブロック＃４）。
【００４８】
安定再生通知信号が出力されている間は閾値判定回路１０４、または１０６がカウンタ１００、または１０２のカウント値が閾値以下、あるいは未満であると判定すると、非収束回数カウンタ１１４はカウントアップする（ブロック＃６）。
【００４９】
閾値判定回路１１６でこのカウント値が第１の閾値以上、あるいは超えたことが検出されると（ブロック＃８）、再生信号の品位が低いためにパスメモリ５６の最終段あるいはパスが確定するのに充分な段数を経た後の記憶部から出力される“１”や“０”の数が不統一になっている可能性があるので、このような場合をディフェクトと見なさないように閾値判定回路１０４、１０６の閾値を１だけ減少する（ブロック＃１０）。これにより、これ以降は、パスメモリ５６の記憶部の１個の記憶素子が不統一であってもディフェクトとして検出されない。すなわち、係数制御器２６の係数学習が継続され、品位の低い再生信号に対しても正しく最尤復号することができる。
【００５０】
しかし、非収束回数カウンタ１１４がさらにカウントアップした場合に対処するために、閾値判定回路１１６は判定する閾値を第１の閾値から第２の閾値に変更する。第２の閾値は第１の閾値以上の値である。そのため、非収束回数カウンタ１１４のカウント値がさらに増加し、第２の閾値以上、あるいは超えたことが検出されると（ブロック＃１２）、閾値判定回路１０４、１０６の閾値を再び１だけ減少する（ブロック＃１４）。必要に応じて、上記動作（ブロック＃１２、＃１４）をさらに繰り返しても良い。
【００５１】
図１８の動作はディフェクトが検出され難い状態なので、この動作をリセットしたいことがある。例えば、誤学習になっている場合や再生動作が安定していない場合等、制御部４６からリセット信号が出力、あるいはユーザの操作によりリセット信号が出力されると、閾値判定回路１０４、１０６の閾値が初期値に戻る（ブロック＃２）。
【００５２】
以上説明したように本実施形態によれば、短い周期で振幅が変動するディフェクトが混入していても、光ディスクの欠陥を検出し、よりディフェクトに強い再生が可能になる。さらに、最尤復号器の持つパスメモリ内に蓄えられているパス選択結果の収束状況を見て、従来では検出が難しかったディフェクトを検出するとともに、入力信号の品位に応じて、ディフェクトとして判定する収束状況の閾値を静的にあるいは動的に変えるので、リードチャネル内部で入力信号によって適応的に学習するので、適応学習過程における誤学習を防ぐとともに、必要な学習を進めることができる。これによって、システム出力のビットエラーレートを向上させることが可能となる。
【００５３】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。図１５のカウンタ１００及び１０２は１つのカウンタで実装しても良い。“１”や“０”の数を知ることができれば、カウンタ１００、１０２でなく、他の実装形態でもかまわない。図１５の閾値判定回路１０４、１０６の閾値の決定に際して、非収束回数カウンタ１１４等を使うのではなく、図１の最尤復号器２８からの復号データを入力とするエラー訂正の各種情報（エラー箇所の数や訂正回数等）を元に閾値を決めてもよい。検知したディフェクト情報を元に、最尤復号器２８内のブランチメトリック計算に用いる係数を変えるなどしても良い。検知したディフェクト情報を元に、図１のオフセット・ゲイン制御器２０の動作を変えるなどしても良い。検知したディフェクト情報を元に、位相比較器３６、周波数検出器３８、ループフィルタ４０、ＶＣＯ４２からなるＰＬＬ回路の動作を変えるなどしても良い。
【００５４】
なお、上記実施形態では、光ディスクに欠陥が見つかった場合に、係数制御器２６による適応学習処理を停止させていた。しかし、光ディスクに欠陥が見つかった場合に、アシンメトリ調整部２２が、光ディスクに欠陥が見つかる直前の調整量に基づいてアシンメトリ補正を行うように制御部４６がアシンメトリ調整部２２に制御信号を送るようにしても良い。同様に、光ディスクに欠陥が見つかった場合に、ループフィルタ４０が、光ディスクに欠陥が見つかる直前に発振器４２に出力していた信号（調整量）を発振器４２に出力するよう制御部４６がループフィルタ４０に制御信号を送るようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係わる光ディスク装置の概略構成を示す図。
【図２】図１に示す適応型等化器２４の構成の一例を示すブロック図。
【図３】図１に示す係数制御器２６の構成の一例を示すブロック図。
【図４】図１に示す最尤復号器２８の構成の一例を示すブロック図。
【図５】図２に示すパスメモリ５６の構成の一例を示す図。
【図６】パスメモリ５６の最終段のメモリの保存内容の一例を示す図。
【図７】ＤＶＤ−ＲＯＭ波形の一例を示す図。
【図８】ディフェクトが入ったＤＶＤ−ＲＯＭ波形の一例を示す図。
【図９】ディフェクトが入ったＤＶＤ−ＲＯＭ波形の他の例を示す図。
【図１０】図９に示したディフェクトを検出するディフェクト検出器の一例を示す図。
【図１１】図１０に示す一致検索回路の一例を示す図。
【図１２】図１０に示す一致検索回路の他の例を示す図。
【図１３】図１１に示す一致検索回路の動作の一例を示す図。
【図１４】信号品位が悪い場合のパスメモリ５６の最終段のメモリの保存内容の一例を示す図。
【図１５】図１に示すディフェクト検出器４４の構成の一例を示す図。
【図１６】信号品位の悪い場合の図１５に示すディフェクト検出器の動作の一例を示す図。
【図１７】従来方式と本発明方式のビットエラー率のシミュレーション結果の一例を示す図。
【図１８】本発明のディフェクト検出方式の概略を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５６】
１０…光ディスク，１２…光ピックアップ，１６…プリイコライザ，１８…Ａ／Ｄ変換器，２４…適応型等化器，２６…係数制御器，２８…最尤復号器，３０…ＲＬＬ復調器，３２…ＥＣＣ処理部，３４…Ｉ／Ｆ,３６…位相比較器,３８…周波数比較器,４０…ループフィルタ,４２…発振器,４４…ディフェクト検出回路，４６…制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクの情報を再生する光ディスク装置に関し、特に光ディスクの読取り不良（ディフェクト）が生じた際に再生処理の誤動作を回避する光ディスク装置および光ディスクの再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスク装置が広く普及してきており、様々な方式の研究開発が行われ製品化されている。
【０００３】
特に、光記録再生の分野においても高密度記録化が進んできており、線方向の記録密度が大幅に増大している。また、レーザ波長が短くなり、レンズの開口度も大きくなるため、チルトによる再生信号品位の劣化が顕著になってきている。このためこれらの対策として、ＰＲＭＬ（Partial Response and Maximum Likelihood）信号処理方式の応用が盛んに行われている。この方式は、光ディスク装置に応用されるものであり、ＰＲＭＬ信号処理方式は従来のレベルスライス方式に比べ、光ディスク上に高密度に記録された情報においても高い信号品質が得られることが知られており、ＨＤ映像の録画を目的とした次世代の光ディスク装置への応用も検討されている。
【０００４】
一方、光ディスク装置においては、再生する媒体がリムーバブルディスクであるため、ハードディスク装置と異なり、ディスク上にほこり・指紋などの汚れや、傷等のディフェクトがあるディスクに対しても、安定して信号再生することが望まれている。ディスクにディフェクトがあると信号が乱され再生できなくなるばかりか、再生信号に対する制御量を管理するフィルタ内部にもその影響が残ってしまうため、ディフェクト復帰後もすぐには回復せず、正常なデータであっても一定時間異常なデータを送出し続けてしまう誤動作を引き起こす恐れがある。ディフェクトが検出されると、再生信号に対する制御量の学習を停止し、制御量は現在の値を保持する、もしくはディフェクト時の係数に置き換える。
【０００５】
ディフェクトの検知の一例として、ローパスフィルタ等を用いて光ディスクから得た信号のピーク検波及びボトム検波を行い、ピーク値・ボトム値が閾値を超えた場合に光ディスクにディフェクトが有ると判断する技術が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−１６６１２１号公報
【非特許文献１】電子情報通信学会誌Vol. 81, No. 5, pp. 497-505, 1998年5月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の判断手法では、ディフェクトではなく再生信号の品位が低い場合でもピーク値・ボトム値が閾値を超える場合がある。そのような場合、ディフェクトとして検出し、再生信号に対する制御量の学習を停止してしまうと、エラーレートを向上できない場合がある。
【０００７】
本発明の目的は、再生信号の品位が悪い場合をディフェクトとして検出せずに、制御量の学習を継続し、エラーレートを向上できる光ディスク装置および光ディスクの再生方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施態様による光ディスク装置は、光ディスクの再生信号を記録再生系の二値化特性に合わせて波形等化する等化手段と、前記等化手段の出力を二値化する最尤復号手段と、前記等化手段への入力信号と前記最尤復号手段からの出力信号とに応じて前記等化手段の波形等化特性を制御する制御手段と、前記最尤復号手段の出力信号に基づいて光ディスクのディフェクトを検出する検出手段とを具備し、前記ディフェクト検出手段の検出基準は前記最尤復号手段の出力信号に応じて可変である。
【０００９】
本発明の他の実施態様による光ディスクの再生方法は、光ディスクの再生信号を記録再生系の二値化特性に合わせて波形等化する等化ステップと、波形等化後の信号を二値化する最尤復号ステップと、波形等化前の信号と二値化信号とに応じて前記等化ステップの波形等化特性を制御する制御ステップと、二値化信号に基づいて光ディスクのディフェクトを検出するステップとを具備し、前記ディフェクト検出の検出基準は二値化信号に応じて可変である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ディフェクト検出の基準が最尤復号手段の出力に応じて可変であるので、再生信号の信号品位の低い場合はディフェクトとして検出せずに波形等化の学習を進め、エラーレートを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。
【００１２】
本発明の一実施形態に係わる光ディスク装置の構成例を図１に示す。データの記録及び再生の対象となる媒体、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスク１０へレーザ光を照射して反射光を受光し読み取り信号を出力する光ピックアップヘッド（ＰＵＨ）１２が設けられる。ピックアップヘッド１２で読み取られた微弱なアナログ信号である再生信号がプリアンプ１４で増幅される。増幅された再生信号がプリイコライザ１６でフィルタ処理が施され、適切な帯域制限と必要に応じた波形整形が行われる。プリイコライザ１６の出力信号がＡ／Ｄ変換器１８でＡ／Ｄ変換される。Ａ／Ｄ変換器１８の出力がオフセット・ゲイン制御器２０でオフセット・ゲインが制御される。
【００１３】
Ａ／Ｄ変換器１８に入力する再生クロック生成に関しては再生波形自体からクロックを抽出する。そのため、オフセット・ゲイン制御器２０の出力が位相比較器３６、周波数比較器３８に供給され、周波数比較器３８により再生波形と信号周波数との周波数誤差を検出し、位相比較器３６により理想サンプリング点との位相誤差を検出する。この周波数誤差、位相誤差に基づく制御はＰＬＬ（Phase Locked Loop）制御として知られており、周波数制御と位相制御はともに同一のループフィルタ４０によってなされ、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）４２によりＡ／Ｄ変換器１８にクロックが供給される。ループフィルタ４０には一般的には積分器が用いられており、ディフェクト時にはループフィルタ４０の出力、すなわちＶＣＯ４２の制御電圧にも影響が及び、ＰＬＬのロック状態が外れる危険性がある。なお、ＶＣＯ４２の出力クロックは他の回路にも供給され、タイミング制御が行われる。
【００１４】
オフセット・ゲイン制御器２０の出力がアシンメトリ補正器２２でアシンメトリ補正された後、適応型等化器２４に供給される。本実施形態の光ディスク装置は二値化方式としてＰＲＭＬ（Partial Response and Maximum Likelihood）方式を採用している。本実施形態では、記録再生系をＰＲ（ｈ０，ｈ１，ｈ２，ｈ３）特性と仮定している。括弧内はインパルス応答列である。つまり、記録ビット“１”に対して再生信号のサンプル値はｈ０，ｈ１，ｈ２，ｈ３の振幅を持つ系列として現れ、それより外側のサンプル点では０となる。再生信号系列は、各記録ビットに対するインパルス応答の加算で表現され、その加算結果はパスと呼ばれる。ビット系列とパスとは１対１に対応している。等化器２４は光ディスク１０の再生信号を使用するＰＲ特性に合わせ込む（波形等化する）ＦＩＲ型フィルタからなる。光ディスク１０の再生信号特性と似通ったＰＲ特性を選択することにより、等化による雑音成分の増幅が抑制される。上述したように、適応型等化器２４は再生信号を目標のＰＲ特性（ＰＲクラス）に応じた応答波形（パーシャルレスポンス波形信号）に波形等化する。このときの等化特性（ＦＩＲ型フィルタの係数）は、係数制御器２６によって調整される。
【００１５】
適応型等化器２４の出力が最尤復号器（ビタビ復号器）２８に供給される。最尤復号器２８は等化後の再生信号を“０”または“１”の判定を行い、二値の識別信号へと復号する。実際の再生信号は雑音を含んでいるので、いかなるパスとも完全には一致しない。最尤復号器２８では各サンプル点における実際の再生信号と想定される全てのパスとの誤差を累積加算し、累積加算値が最も小さいパスを選択する。そして、選択したパスに対応するビット系列を識別信号として出力する。最尤復号器では、再生信号のある一点のサンプルから値を決定するのではなく、ＰＲ特性の持つ既知の相関を利用し、複数点のサンプルから値を決定する。そのため、最尤復号器は雑音に強い。
【００１６】
最尤復号器２８により得られたバイナリデータは、ＲＬＬ復調器３０によりＲＬＬ変調の逆の処理（復調）が行われ、記録したデータを得ることができる。ＲＬＬ復調器３０の出力が復調された信号に対してエラー訂正を行うＥＣＣ回路３２を介してインターフェース部３４に供給される。
【００１７】
最尤復号器２８の復号結果が係数制御部２６、ディフェクト検出回路４４にも供給される。係数制御器２６はアシンメトリ調整部２２から出力された再生信号と最尤復号器２８から出力された識別信号とに基づいて適応型等化器２４の等化係数（タップ係数）を最適化する。
【００１８】
Ａ／Ｄ変換器１８の出力とオフセット・ゲイン調整器２０の出力と最尤復号器２８の出力とに応じて光ディスクの欠陥を検出するディフェクト検出回路４４が設けられる。ディフェクト検出回路４４の検出結果は制御部４６に供給される。制御部４６は係数制御器２６やその他のブロックの動作を制御する。
【００１９】
ＰＵＨ１２、プリアンプ１４、プリイコライザ１６以外の回路は一つの半導体チップ（光ディスク装置用コントローラ）２内に集積されている。各ブロックは、制御部４６を通して制御されている。
【００２０】
図２は適応型等化器２４の一例を示す。適応型等化器２４はＦＩＲ型フィルタからなり、アシンメトリ調整部２２の出力である再生信号をそれぞれ別個のタップ係数と増幅する９個の乗算器（×）と、乗算器（×）の出力を遅延して次の乗算器（×）の出力と加算する８組の遅延回路（Ｄ）と加算器（＋）の多段接続からなる。
【００２１】
図３は適応型等化器２４のタップ係数を制御する係数制御器２６の一例を示す。タップ係数はアシンメトリ調整部２２の出力である再生信号と、最尤復号器２８の出力である識別信号とに応じて決定される。決定方法には種々のアルゴリズムがあるが、図３はＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムと呼ばれる適応学習方法が用いられる場合を示す。
【００２２】
識別信号は理想信号／誤差信号算出部１６６に入力され、等化誤差信号が算出される。等化誤差信号と遅延器１６０、１６５を介した再生信号が乗算器１６４を介して各フィルタ１６１に供給される。各フィルタ１６１はフリップフロップ回路１６２及びアンプ部１６３をそれぞれ有し、適応型等化器２４に供給すべきタップ係数値を算出している。
【００２３】
この学習方法は、最尤復号器２８の出力結果から理想信号／誤差信号算出部１６６によって目標等化特性に対する等化誤差信号が生成され、フィルタ１６１では、この等化誤差信号の２乗平均値を最小にするようタップ係数値を更新していき、所望の等化特性に変更させていく。なお、ＬＭＳアルゴリズムにおける適応学習に関しては、非特許文献１に、詳しく記述されている。
【００２４】
図４に最尤復号器２８の構成図を示す。図は、一般的なビタビ復号回路の構成を示している。最尤復号器２８はブランチメトリック計算回路５２、加算・比較・選択回路５４、パスメモリ５６、パス決定回路５８、パスメトリックメモリ６０からなる。ブランチメトリック計算回路５２は適応型等化器２４からの入力を用いて、ブランチメトリック計算を行う。加算・比較・選択回路５４はブランチメトリック計算回路５２の出力をパスメトリックメモリ６０に記憶されているパスメトリックとの加算、比較、選択を行い、パスとパスメトリックを決定する。パスメモリ５６はパスの選択の経過を保存している。
【００２５】
パスメモリ５６の構成を図５に示す。パスメモリ５６は、記憶部６２とパス選択回路６４から構成され、それが多段に接続されている。記憶部６２１、…６２ｎの記憶素子数は、最尤復号で仮定しているＰＲクラスの状態数によって決まる。図５は、ＰＲ（ｈ０，ｈ１，ｈ２，ｈ３）で表されるＰＲクラスでの例を示している。加算・比較・選択回路５４から選択信号が入力され、それに応じて、パス選択回路６４１、…６４ｎ−１が切り替わり、適切な生き残りパスが各記憶部６２１、…６２ｎの各記憶素子ｓ０、ｓ１、ｓ３、ｓ４、ｓ６、ｓ７に保存される。周波数や位相の引き込みが完了し、トランスバーサルフィルタの係数学習も安定すると、システムが定常状態になり、最尤復号回路が正常な復号データを出力する。記憶素子は過去３ビットの再生信号の状態に対応し、ｓ０は“０００”、ｓ１は“００１”、ｓ３は“０１１”、ｓ４は“１００”、ｓ６は“１１０”、ｓ７は“１１１”を示す。
【００２６】
図６に、パスメモリ５６の最終段の記憶素子６２ｎの保存内容を示す。縦軸は、ＰＲクラスの各状態に対応する記憶内容に対応している。符号の最小ラン長が２以上で、かつＰＲ（１，２，２，１）やＰＲ（３，４，４，３）等のＰＲ（ｈ０，ｈ１，ｈ２，ｈ３）などの場合、６状態であるため、記憶素子は、図のように縦方向には６段となる。横軸方向に時間の経過を表している。ｉ〜ｉ＋５は、システムが安定し、正常な復号データが出力されている場合の記憶素子内容を示している。図のように、６つの記憶素子の内容は、１または０で統一される。
【００２７】
光ディスク１０は、傷や指紋等の汚れ、その他の条件によって、反射率が変わり、ＰＵＨ１２で取得される信号レベルが変化する場合がある。このようなディフェクト状態では、係数学習など、適応的に動く回路は、係数学習を止めて初期化する、あるいは現在の値を保持する、もしくは非ディフェクト時の係数に置き換える。あるいは、ゲインの変更等の動作モードを変更してもよい。
【００２８】
通常とは異なる信号状態は、ディフェクト検出回路４４にてディフェクトとして検出され、制御部４６等を通じて、係数制御器２６での適応学習処理を止める等の処理が行われる。
【００２９】
図７は、正常な状態のＤＶＤ−ＲＯＭからの再生信号の波形である。
【００３０】
図８は、一時的に振幅が小さくなるディフェクトが混入したＤＶＤ−ＲＯＭからの信号波形である。図８（ａ）は、ＤＶＤ−ＲＯＭの再生波形を示している。図８（ｂ）は、ローパスフィルタで得たＤＶＤ−ＲＯＭ波形のエンベローブ波形を示している。図８（ｃ）は、ディフェクト検出信号を示している。ディフェクト検出信号が高レベルの状態は、ディフェクトを検出したことを示している。このような波形のエンベローブが大きく変化するような波形は、特許文献１に記載のようにローパスフィルタを用いる等の手段を用いてエンベローブの変化を見ることで、ディフェクトとして検出することが可能である。
【００３１】
図９に、速い周期で振幅が変動するディフェクトが混入したＤＶＤ−ＲＯＭ波形を示す。図９（ａ）は、ＤＶＤ−ＲＯＭの波形を示している。図９（ｂ）は、ローパスフィルタで得たＤＶＤ−ＲＯＭ波形のエンベローブ波形を示している。図９（ｃ）は、ディフェクト検出信号を示している。ローパスフィルタ等を用いたディフェクト検出手法では、このようなエンベローブの変化が少ないディフェクトを検出することが困難である。
【００３２】
図８や図９等で示すディフェクトが混入した場合のパスメモリ５６の最終段の記憶部６２ｎは、図６のｊ〜ｊ＋２のように、６つの記憶素子の内容が統一されない。この特性を利用することで、従来では検出が難しかったエンベローブが大きく変化しないディフェクトに関しても、検出が可能となる。この特性を利用したディフェクト検出回路（これは図１のディフェクト検出回路ではない）を図１０に示す。パスメモリ５６の最終段の記憶部６２ｎ、もしくはパスが確定するのに充分な段数を経た後の記憶部の出力に一致検索回路６６を接続する。
【００３３】
一致検索回路６６の構成の一例を図１１に示す。パスメモリの記憶部６２ｎから入力される信号をＡＮＤ回路７０とＯＲ回路７２で受ける。パスメモリの記憶部６２ｎの内容が１または０で統一されていると、ＡＮＤ回路７０とＯＲ回路７２の出力が入力されるＮＯＲ回路７４の出力は０となり、ディフェクト無しとなる。パスメモリの記憶部６２ｎの内容が１または０で統一されていないと、ＮＯＲ回路７４の出力は１となり、ディフェクトとして検知できる。
【００３４】
ディフェクト検知信号は、ＮＯＲ回路７４の出力をそのまま用いても良いし、図１１のように、ディフェクトの検知を止めるディフェクト検知停止信号との論理積を取るＡＮＤ回路７６の出力信号を用いても良い。例えば、周波数や位相が安定しない状況や係数学習が学習の途中である場合などで、ディフェクトの検出をしたくない場合には、ディフェクト検知停止信号を用いて、ディフェクト検出を止めることができる。
【００３５】
図１３に、図９と同じ条件での図１１での方式のディフェクト検出の様子を示している。図１３（ａ）はＤＶＤ−ＲＯＭの波形を示している。図１３（ｂ）は、ローパスフィルタで得たＤＶＤ−ＲＯＭ波形のエンベローブ波形を示している。図１３（ｃ）に示すように、従来のエンベロープ変化を用いた手法では検出が困難なディフェクトを検出できる。
【００３６】
一致検索回路６６の構成の他の例を図１２に示す。パスメモリの記憶部６２ｎから入力される１や０の数をカウンタ８０と８２を用いて計測する。計測結果を閾値判定回路８４、８６で所定の閾値と比較し、計測結果が閾値以下、もしくは閾値より小さい場合にＯＲ回路８８の出力からディフェクト検知信号を出力する。図１１と同様に、ディフェクト検知信号は、ＯＲ回路８８の出力をそのまま用いても良いし、ディフェクトの検知を止めるディフェクト検知停止信号との論理積を取るＡＮＤ回路９０の出力信号を用いても良い。図１２の閾値判定回路８４、８６の閾値をパスメモリの記憶部の記憶素子全数とすると、図１２は図１１と実質的に等価となる。
【００３７】
図１０に示したディフェクト検出回路は最尤復号器２８のパスメモリ５６の特定の段の記憶部の状態に基づいているが、図１４に示すように、パスメモリ５６の状態が収束しない（６つの記憶素子の状態が統一されない）のはディフェクト時に限らず再生信号の品位が悪い場合もある。再生信号の品位は規格で規定されているが、規格を満たしていてもプレス精度が低い、反射率が低い、あるいは多層ディスクの場合に層間干渉が生じた場合に再生信号のＳ／Ｎ比が低下し、パスメモリ５６の記憶素子の状態が不統一になる場合がある。このように再生信号の品位が悪くパスメモリ５６の記憶素子の状態が不統一になった場合（図１４のｋ〜ｋ＋２）、ディフェクトとして検出しない方が良い場合もある。ディフェクトとして検出すると、係数制御器２６は係数学習を止めて現在の値を保持する、もしくは非ディフェクト時の係数に置き換えてしまうからである。ディフェクトではなく再生信号の品位が悪い場合は、適応型等化器２４の係数学習を進めれば、システムが安定しパスメモリ５６の記憶素子のデータが統一されることがある。図１０に示したディフェクト検出回路は信号品位が悪い場合の対応が不十分である。
【００３８】
図１に示した本実施形態のディフェクト検出回路４４は、入力信号の品位に応じて、ディフェクト／非ディフェクトの検出基準を可変する機能を持つものであり、その構成を図１５に示す。
【００３９】
パスメモリ５６の最終段の記憶部６２ｎ、もしくはパスが確定するのに充分な段数を経た後の記憶部から出力される“１”や“０”の数をカウンタ１００、１０２を用いて計測する。計測結果を閾値判定回路１０４、１０６で所定の閾値と比較し、計測結果が閾値以下、もしくは閾値未満の場合にＯＲ回路１０８の出力からディフェクト検知信号を出力する。このため、記憶素子のデータが“１”または“０”に統一されるまでの間にディフェクトを検出することが出来る。ディフェクト／非ディフェクトの検出基準である閾値判定回路１０４、１０６の閾値（“１”または“０”の個数）は後述する閾値決定回路１１８により可変である。
【００４０】
ＯＲ回路１０８から出力された信号は、ＡＮＤ回路１１０で安定再生通知信号との論理積が演算される。安定再生通知信号は本装置が安定に動作しているか否かを示すもので、具体的には、制御部４６が位相比較器３６、周波数検出器３８の動作結果に基づいて再生クロックの位相、周波数が安定していると判断できる時は安定再生通知信号を出力する。ＡＮＤ回路１１０の出力がＡＮＤ回路１１２と非収束回数カウンタ１１４に入力される。そのため、非収束回数カウンタ１１４は、安定再生時にもかかわらずパスメモリが収束していない状況が起こった回数をカウントしている。
【００４１】
入力信号の品位が良い場合は、非収束回数カウンタ１１４の値はディフェクト時のみ増加する。しかし、入力信号の品位が悪い場合は、非収束回数カウンタ１１４の値はディフェクト時以外にも増加する。すなわち、非収束回数カウンタ１１４のカウント値が増加する場合は、入力信号の品位が悪いという可能性がある。
【００４２】
非収束回数カウンタ１１４の出力は閾値判定回路１１６に供給され、所定の閾値と比較される。閾値判定回路１１６が非収束回数カウンタ１１４の出力が閾値以上、もしくは超えていることを検出すると、閾値決定回路１１８は、カウンタ１００、１０２の出力を閾値判定する閾値判定回路１０４、１０６の閾値を変更し、パスメモリが収束している（非ディフェクト）かどうかを判断する基準を緩くして、ディフェクトが検出され難くなるようにする。つまり、パスメモリが収束した、すなわちディフェクトではないと判定されるカウンタ１００、１０２の“１”、“０”カウント値の上限値を減少する。このため、係数制御器２６による適応型等化器２４の係数学習が進み、低品位の再生信号でも安定に再生できるようになる可能性が高い。
【００４３】
例えば、状態数が６の場合、初期には、６状態を示すパスメモリの最終段の６個の記憶素子がすべて同じとなると収束したと見なし、それ以外をディフェクトと判断するため、閾値判定回路１０４、１０６の閾値を６とする。そして、閾値判定回路１１６にて非収束回数カウンタ１１４のカウント値が閾値を超えたと判断した場合は、適応学習などを進めるために１個の記憶素子の状態が一致していなくても収束した（非ディフェクト）として扱うように閾値決定回路１１８は閾値判定回路１０４、１０６の閾値を５とする。すると、ディフェクトが検出され難くなり係数学習が進み、これ以降、再生信号の品位が低いことにより閾値判定回路１０４、１０６が状態の不一致を検出することが無く、ディフェクトのみを検出することができる。図１６に信号品位が悪い場合の非収束回数カウンタ１１４のカウント値を示す。図１６（ａ）は入力信号であり、図７と同じである。図１６（ｂ）は図１１に示した一致検索回路から出力されたディフェクト検知信号を計数するカウンタのカウント値、図１６（ｃ）は図１５に示す非収束回数カウンタ１１１のカウント値を示す。
【００４４】
ＡＮＤ回路１１０の出力信号（ディフェクト検知信号）はそのまま出力しても良いし、図１１の場合と同様に、ディフェクトの検知を止めるディフェクト検知停止信号との論理積を取るＡＮＤ回路１１２の出力信号を用いても良い。
【００４５】
従来のエンベローブ検波によるディフェクト検出方法と、図１１の一致検索回路を含むディフェクト検出回路、及び図１５のディフェクト検出回路４４において、入力波形を変えたときのシミュレーションによるビットエラーレート（ｂＥＲ）の様子を図１７に示す。図１７は６種類の入力信号についてビットエラーレートをシミュレーションした結果を示す。図１７から本実施形態の閾値を変える一致検索回路を含むディフェクト検出回路がビットエラーレートを低減するのに有効であることが分かる。
【００４６】
図１８に上記動作のフローチャートを示す。閾値決定回路１１８は閾値判定回路１０４、１０６の閾値を初期設定する（ブロック＃２）。このときはパスメモリ５６の記憶部の全部の記憶素子が一致しない限りディフェクトとして検出するように、閾値は記憶素子の全数とする。
【００４７】
この状態で再生を開始し、本装置が安定に動作するまでは安定再生通知信号が出力されないので、たとえ閾値判定回路１０４、１０６がカウンタ１００、１０２のカウント値が閾値以下、あるいは未満であると判定しても、ＡＮＤ回路１１０はディフェクト検知信号を出力しない（ブロック＃４）。
【００４８】
安定再生通知信号が出力されている間は閾値判定回路１０４、または１０６がカウンタ１００、または１０２のカウント値が閾値以下、あるいは未満であると判定すると、非収束回数カウンタ１１４はカウントアップする（ブロック＃６）。
【００４９】
閾値判定回路１１６でこのカウント値が第１の閾値以上、あるいは超えたことが検出されると（ブロック＃８）、再生信号の品位が低いためにパスメモリ５６の最終段あるいはパスが確定するのに充分な段数を経た後の記憶部から出力される“１”や“０”の数が不統一になっている可能性があるので、このような場合をディフェクトと見なさないように閾値判定回路１０４、１０６の閾値を１だけ減少する（ブロック＃１０）。これにより、これ以降は、パスメモリ５６の記憶部の１個の記憶素子が不統一であってもディフェクトとして検出されない。すなわち、係数制御器２６の係数学習が継続され、品位の低い再生信号に対しても正しく最尤復号することができる。
【００５０】
しかし、非収束回数カウンタ１１４がさらにカウントアップした場合に対処するために、閾値判定回路１１６は判定する閾値を第１の閾値から第２の閾値に変更する。第２の閾値は第１の閾値以上の値である。そのため、非収束回数カウンタ１１４のカウント値がさらに増加し、第２の閾値以上、あるいは超えたことが検出されると（ブロック＃１２）、閾値判定回路１０４、１０６の閾値を再び１だけ減少する（ブロック＃１４）。必要に応じて、上記動作（ブロック＃１２、＃１４）をさらに繰り返しても良い。
【００５１】
図１８の動作はディフェクトが検出され難い状態なので、この動作をリセットしたいことがある。例えば、誤学習になっている場合や再生動作が安定していない場合等、制御部４６からリセット信号が出力、あるいはユーザの操作によりリセット信号が出力されると、閾値判定回路１０４、１０６の閾値が初期値に戻る（ブロック＃２）。
【００５２】
以上説明したように本実施形態によれば、短い周期で振幅が変動するディフェクトが混入していても、光ディスクの欠陥を検出し、よりディフェクトに強い再生が可能になる。さらに、最尤復号器の持つパスメモリ内に蓄えられているパス選択結果の収束状況を見て、従来では検出が難しかったディフェクトを検出するとともに、入力信号の品位に応じて、ディフェクトとして判定する収束状況の閾値を静的にあるいは動的に変えるので、リードチャネル内部で入力信号によって適応的に学習するので、適応学習過程における誤学習を防ぐとともに、必要な学習を進めることができる。これによって、システム出力のビットエラーレートを向上させることが可能となる。
【００５３】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。図１５のカウンタ１００及び１０２は１つのカウンタで実装しても良い。“１”や“０”の数を知ることができれば、カウンタ１００、１０２でなく、他の実装形態でもかまわない。図１５の閾値判定回路１０４、１０６の閾値の決定に際して、非収束回数カウンタ１１４等を使うのではなく、図１の最尤復号器２８からの復号データを入力とするエラー訂正の各種情報（エラー箇所の数や訂正回数等）を元に閾値を決めてもよい。検知したディフェクト情報を元に、最尤復号器２８内のブランチメトリック計算に用いる係数を変えるなどしても良い。検知したディフェクト情報を元に、図１のオフセット・ゲイン制御器２０の動作を変えるなどしても良い。検知したディフェクト情報を元に、位相比較器３６、周波数検出器３８、ループフィルタ４０、ＶＣＯ４２からなるＰＬＬ回路の動作を変えるなどしても良い。
【００５４】
なお、上記実施形態では、光ディスクに欠陥が見つかった場合に、係数制御器２６による適応学習処理を停止させていた。しかし、光ディスクに欠陥が見つかった場合に、アシンメトリ調整部２２が、光ディスクに欠陥が見つかる直前の調整量に基づいてアシンメトリ補正を行うように制御部４６がアシンメトリ調整部２２に制御信号を送るようにしても良い。同様に、光ディスクに欠陥が見つかった場合に、ループフィルタ４０が、光ディスクに欠陥が見つかる直前に発振器４２に出力していた信号（調整量）を発振器４２に出力するよう制御部４６がループフィルタ４０に制御信号を送るようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係わる光ディスク装置の概略構成を示す図。
【図２】図１に示す適応型等化器２４の構成の一例を示すブロック図。
【図３】図１に示す係数制御器２６の構成の一例を示すブロック図。
【図４】図１に示す最尤復号器２８の構成の一例を示すブロック図。
【図５】図２に示すパスメモリ５６の構成の一例を示す図。
【図６】パスメモリ５６の最終段のメモリの保存内容の一例を示す図。
【図７】ＤＶＤ−ＲＯＭ波形の一例を示す図。
【図８】ディフェクトが入ったＤＶＤ−ＲＯＭ波形の一例を示す図。
【図９】ディフェクトが入ったＤＶＤ−ＲＯＭ波形の他の例を示す図。
【図１０】図９に示したディフェクトを検出するディフェクト検出器の一例を示す図。
【図１１】図１０に示す一致検索回路の一例を示す図。
【図１２】図１０に示す一致検索回路の他の例を示す図。
【図１３】図１１に示す一致検索回路の動作の一例を示す図。
【図１４】信号品位が悪い場合のパスメモリ５６の最終段のメモリの保存内容の一例を示す図。
【図１５】図１に示すディフェクト検出器４４の構成の一例を示す図。
【図１６】信号品位の悪い場合の図１５に示すディフェクト検出器の動作の一例を示す図。
【図１７】従来方式と本発明方式のビットエラー率のシミュレーション結果の一例を示す図。
【図１８】本発明のディフェクト検出方式の概略を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５６】
１０…光ディスク，１２…光ピックアップ，１６…プリイコライザ，１８…Ａ／Ｄ変換器，２４…適応型等化器，２６…係数制御器，２８…最尤復号器，３０…ＲＬＬ復調器，３２…ＥＣＣ処理部，３４…Ｉ／Ｆ,３６…位相比較器,３８…周波数比較器,４０…ループフィルタ,４２…発振器,４４…ディフェクト検出回路，４６…制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクの再生信号を記録再生系の二値化特性に合わせて波形等化する等化手段と、
前記等化手段の出力を二値化する最尤復号手段と、
前記等化手段への入力信号と前記最尤復号手段からの出力信号とに応じて前記等化手段の波形等化特性を適応的に制御する制御手段と、
前記最尤復号手段の出力信号に基づいて光ディスクのディフェクトを検出する検出手段とを具備し、
前記ディフェクト検出手段の検出基準は前記最尤復号手段の出力信号に応じて可変である光ディスク装置。
【請求項２】
前記最尤復号手段は前記等化手段の出力に対し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手段と、前記ブランチメトリック計算手段により計算されたブランチメトリックに基づいて最尤パスメトリックを選択するパスメトリック選択手段と、複数の記憶素子からなるメモリを複数段有し、前記パスメトリック選択手段による選択結果の時間経過を記憶するパスメモリ部とを具備し、
前記ディフェクト検出手段は前記パスメモリ部の所定の段のメモリの記憶素子のうち同じデータを記憶する記憶素子の数が所定数以下の場合にディフェクトを検出し、該所定数はディフェクトの検出回数に応じて可変であることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記ディフェクト検出手段は、前記パスメモリ部の最終段もしくは最終段近傍の段のメモリ内の全記憶素子が記憶する“１”または“０”データをカウントする第１のカウンタと、前記第１のカウンタの出力が第１の閾値以下の場合にディフェクト検知信号を出力する閾値判定回路と、前記ディフェクト検知信号をカウントする第２のカウンタと、前記第２のカウンタの出力が第２の閾値以上の場合に前記第１の閾値を減少する閾値決定回路とを具備することを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記閾値判定回路の出力と前記第２のカウンタの間に接続され、光ディスク装置の再生動作が安定した時に出力される安定通知信号と前記ディフェクト検知信号との論理積を演算する論理積回路をさらに具備することを特徴とする請求項３記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記検出手段がディフェクトを検出すると、前記制御手段は波形等化特性の適応的な制御動作を停止し、波形等化特性を所定の特性に固定することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項６】
光ディスクの再生方法において、
光ディスクの再生信号を記録再生系の二値化特性に合わせて波形等化する等化ステップと、
波形等化後の信号を二値化する最尤復号ステップと、
波形等化前の信号と二値化信号とに応じて前記等化ステップの波形等化特性を適応的に制御する制御ステップと、
二値化信号に基づいて光ディスクのディフェクトを検出するステップとを具備し、
前記ディフェクト検出の検出基準は二値化信号に応じて可変である光ディスクの再生方法。
【請求項７】
前記最尤復号ステップは前記等化ステップの出力に対し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ステップと、前記ブランチメトリック計算ステップにより計算されたブランチメトリックに基づいて最尤パスメトリックを選択するパスメトリック選択ステップと、前記パスメトリック選択ステップによる選択結果の時間経過を複数の記憶素子からなるメモリを複数段有するパスメモリ部に記憶するステップとを具備し、
前記ディフェクト検出ステップは前記パスメモリ部の所定の段のメモリの記憶素子のうち同じデータを記憶する記憶素子の数が所定数以下の場合にディフェクトを検出し、該所定数はディフェクトの検出回数に応じて可変であることを特徴とする請求項６記載の再生方法。
【請求項８】
前記ディフェクト検出ステップは、前記パスメモリ部の最終段もしくは最終段近傍の段のメモリ内の全記憶素子が記憶する“１”または“０”データをカウントする第１のカウンタステップと、前記第１のカウンタステップのカウント値が第１の閾値以下の場合にディフェクト検知信号を出力する閾値判定ステップと、前記ディフェクト検知信号をカウントする第２のカウンタステップと、前記第２のカウンタステップの出力が第２の閾値以上の場合に前記第１の閾値を減少する閾値決定ステップとを具備することを特徴とする請求項７記載の再生方法。
【請求項９】
前記第２のカウンタステップは前記閾値判定ステップから出力されるディフェクト検知信号と再生動作が安定した時に出力される安定通知信号との論理積をカウントすることを特徴とする請求項８記載の再生方法。
【請求項１０】
前記検出ステップがディフェクトを検出すると、前記制御ステップは波形等化特性の適応的な制御動作を停止し、波形等化特性を所定の特定に固定することを特徴とする請求項６記載の再生方法。
【請求項１】
光ディスクの再生信号を記録再生系の二値化特性に合わせて波形等化する等化手段と、
前記等化手段の出力を二値化する最尤復号手段と、
前記等化手段への入力信号と前記最尤復号手段からの出力信号とに応じて前記等化手段の波形等化特性を適応的に制御する制御手段と、
前記最尤復号手段の出力信号に基づいて光ディスクのディフェクトを検出する検出手段とを具備し、
前記ディフェクト検出手段の検出基準は前記最尤復号手段の出力信号に応じて可変である光ディスク装置。
【請求項２】
前記最尤復号手段は前記等化手段の出力に対し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手段と、前記ブランチメトリック計算手段により計算されたブランチメトリックに基づいて最尤パスメトリックを選択するパスメトリック選択手段と、複数の記憶素子からなるメモリを複数段有し、前記パスメトリック選択手段による選択結果の時間経過を記憶するパスメモリ部とを具備し、
前記ディフェクト検出手段は前記パスメモリ部の所定の段のメモリの記憶素子のうち同じデータを記憶する記憶素子の数が所定数以下の場合にディフェクトを検出し、該所定数はディフェクトの検出回数に応じて可変であることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記ディフェクト検出手段は、前記パスメモリ部の最終段もしくは最終段近傍の段のメモリ内の全記憶素子が記憶する“１”または“０”データをカウントする第１のカウンタと、前記第１のカウンタの出力が第１の閾値以下の場合にディフェクト検知信号を出力する閾値判定回路と、前記ディフェクト検知信号をカウントする第２のカウンタと、前記第２のカウンタの出力が第２の閾値以上の場合に前記第１の閾値を減少する閾値決定回路とを具備することを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記閾値判定回路の出力と前記第２のカウンタの間に接続され、光ディスク装置の再生動作が安定した時に出力される安定通知信号と前記ディフェクト検知信号との論理積を演算する論理積回路をさらに具備することを特徴とする請求項３記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記検出手段がディフェクトを検出すると、前記制御手段は波形等化特性の適応的な制御動作を停止し、波形等化特性を所定の特性に固定することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項６】
光ディスクの再生方法において、
光ディスクの再生信号を記録再生系の二値化特性に合わせて波形等化する等化ステップと、
波形等化後の信号を二値化する最尤復号ステップと、
波形等化前の信号と二値化信号とに応じて前記等化ステップの波形等化特性を適応的に制御する制御ステップと、
二値化信号に基づいて光ディスクのディフェクトを検出するステップとを具備し、
前記ディフェクト検出の検出基準は二値化信号に応じて可変である光ディスクの再生方法。
【請求項７】
前記最尤復号ステップは前記等化ステップの出力に対し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ステップと、前記ブランチメトリック計算ステップにより計算されたブランチメトリックに基づいて最尤パスメトリックを選択するパスメトリック選択ステップと、前記パスメトリック選択ステップによる選択結果の時間経過を複数の記憶素子からなるメモリを複数段有するパスメモリ部に記憶するステップとを具備し、
前記ディフェクト検出ステップは前記パスメモリ部の所定の段のメモリの記憶素子のうち同じデータを記憶する記憶素子の数が所定数以下の場合にディフェクトを検出し、該所定数はディフェクトの検出回数に応じて可変であることを特徴とする請求項６記載の再生方法。
【請求項８】
前記ディフェクト検出ステップは、前記パスメモリ部の最終段もしくは最終段近傍の段のメモリ内の全記憶素子が記憶する“１”または“０”データをカウントする第１のカウンタステップと、前記第１のカウンタステップのカウント値が第１の閾値以下の場合にディフェクト検知信号を出力する閾値判定ステップと、前記ディフェクト検知信号をカウントする第２のカウンタステップと、前記第２のカウンタステップの出力が第２の閾値以上の場合に前記第１の閾値を減少する閾値決定ステップとを具備することを特徴とする請求項７記載の再生方法。
【請求項９】
前記第２のカウンタステップは前記閾値判定ステップから出力されるディフェクト検知信号と再生動作が安定した時に出力される安定通知信号との論理積をカウントすることを特徴とする請求項８記載の再生方法。
【請求項１０】
前記検出ステップがディフェクトを検出すると、前記制御ステップは波形等化特性の適応的な制御動作を停止し、波形等化特性を所定の特定に固定することを特徴とする請求項６記載の再生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−７０５１２（Ｐ２００９−７０５１２Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３９７６９（Ｐ２００７−２３９７６９）
【出願日】平成１９年９月１４日（２００７．９．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１４日（２００７．９．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]