光ディスク記録再生装置、及び光ディスク記録再生方法
【課題】記録可能領域であるデータ領域と、そのアドレス情報が事前にエンボスで記録されているヘッダ領域とが存在する光ディスクに対して、基本的な構成を変更することなく、データ領域とヘッダ領域の双方の記録データを高品質で再生することができる光ディスク記録再生装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る光ディスク記録再生装置は、光ディスクの再生信号からデータ領域とヘッダ領域とを判定する領域判定部と、再生信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、デジタル信号から、データ領域及びヘッダ領域の情報を読み取る再生復号部と、を備え、再生復号部は、データ領域を再生するときには第１の再生復号処理を行い、ヘッダ領域を再生するときは再生復号部の基本構成を変えることなく第２の再生復号処理を行うことを特徴とする。
【解決手段】本発明に係る光ディスク記録再生装置は、光ディスクの再生信号からデータ領域とヘッダ領域とを判定する領域判定部と、再生信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、デジタル信号から、データ領域及びヘッダ領域の情報を読み取る再生復号部と、を備え、再生復号部は、データ領域を再生するときには第１の再生復号処理を行い、ヘッダ領域を再生するときは再生復号部の基本構成を変えることなく第２の再生復号処理を行うことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク記録再生装置、及び光ディスク記録再生方法に係り、特に、ＰＲＭＬ方式を用いる光ディスク記録再生装置、及び光ディスク記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、HD(High Definition)映像を再生することを目的とした大容量光ディスク規格であるHD DVDプレイヤーおよびレコーダーが市場に出回りはじめた。このHD DVDは記録再生に波長405nmの青紫レーザを用い、読み出し専用のHD DVD-ROM規格では片面単層15GBの記録容量を有しており、片面２層では30GBの記録容量を有している。
【０００３】
また、1回のみ書き込み可能なHD DVD-Rも同様に１層で15GB、２層で30GBの記録容量を有している。さらに、書き換え可能なHD DVD-RAMにおいては、単層だけで20GBもの記録容量を有している。
【０００４】
この大容量化を実現するために、HD DVD規格ではレーザの短波長化だけでなくデータ再生の信号処理方式にＰＲＭＬ(Partial Response and Maximum Likelihood)方式と呼ばれる技術を採用している。ＰＲＭＬ技術自体は公知技術であるが、概略は以下のような技術である。
【０００５】
パーシャルレスポンス(ＰＲ)方式を用いる再生では、符号間干渉（隣り合って記録されているビットに対応する再生信号同士の干渉）を積極的に利用して必要な信号帯域を圧縮しつつデータの再生を行う。パーシャルレスポンス(ＰＲ)は、符号間干渉の発生のさせかたによってさらに複数のクラスに分類できる。例えばクラス１の場合、記録データ“1”に対して再生データが“１１”の２ビットデータとして再生され、後続の1ビットに対して符号間干渉を発生させる。
【０００６】
一方、ＭＬ（Maximum Likelihood）は、いわゆる最尤系列推定方式の一種であって、再生波形のもつ符号間干渉の規則を有効に利用し、複数時刻にわたる信号振幅の情報に基づいてデータ再生を行う処理である。最尤系列推定方式としては、ビタビ復号方式が多く用いられている。
【０００７】
光ディスクから得られる再生波形に同期した同期クロックを生成し、このクロックによって再生波形自身をサンプルし振幅情報に変換する。その後適切な波形等化を行うことによってあらかじめ定めたパーシャルレスポンスの応答波形に変換し、ビタビ復号部において過去と現在のサンプルデータを用い、最も確からしいデータ系列を再生データとして出力する。
【０００８】
このように、パーシャルレスポンス方式とビタビ復号方式（最尤復号）とを組み合わせる方式をＰＲＭＬ方式と呼んでいる。このＰＲＭＬ方式を実用化するためには、再生信号が目的のＰＲクラスの応答となるようにする高精度の適応等化技術およびこれを支える高精度のクロック再生技術を必要とする。
【０００９】
次に、ＰＲＭＬ方式で用いられているラン長制限符号について説明する。ＰＲＭＬ方式を用いる再生回路では、光ディスクから再生された信号自身から、これに同期した基準クロックを、例えばＰＬＬ回路を用いて生成している。安定したクロックを生成するためには、記録信号は予め定めた時間以内で極性が反転する必要がある。同時に、記録信号の最高周波数を下げるためには、予め定めた時間中では記録信号の極性が反転しないようにすることも必要である。ここで、記録信号の極性が反転しない最大データ長を最大ラン長と呼び、極性が反転しない最小データ長を最小ラン長と呼ぶ。
【００１０】
例えば、最大ラン長が７ビットで、最小ラン長が１ビットである変調規則を(1,7)RLLと呼び、これを一般にTminが２Ｔであることから２Ｔ系符号と呼んでいる。また最大ラン長が7ビットで、最小ラン長が２ビットである変調規則を(2,7)RLLと呼び、同様に３Ｔ系符号と呼んでいる。
【００１１】
光ディスクで用いられる代表的な変調・復調方式としてはＨＤ ＤＶＤに採用されている２Ｔ系符号のＥＴＭ(Eight to Twelve Modulation)変調や、従来型のＤＶＤに採用されている３Ｔ系符号の8/16変調(EFM plus)があげられる。
【００１２】
このように、ＰＲＭＬ方式を導入した記録再生装置においては、従来から行われている２値スライス方式では十分な再生性能が得られにくい高密度記録型の光ディスクに対しても大幅な性能改善が見込まれる。このため、ＨＤ ＤＶＤ規格においてはＰＲＭＬ方式を採用しており、高い線記録密度を実現している。
【００１３】
ところで、ＰＲＭＬ方式による記録データの再生は、赤色レーザーを用いた従来のＤＶＤにも適用可能である。特に、記録型ディスクのように記録条件等で信号品位が変わるディスクの場合、適応的に信号処理を行うＰＲＭＬ技術のメリットが大いに発揮される。
【００１４】
しかしながら、記録型ＤＶＤの代表例としてのＤＶＤ−ＲＡＭには、ＣＡＰＡ(Complementary Allocated Pit Address)領域とも呼ばれる特殊なヘッダ領域（以下、単にヘッダ領域という）が分割されたユーザデータブロック（以下、データ領域という）毎に設けられている。ヘッダ領域には物理アドレス情報が予めエンボス情報として記録されており、記録時のランダムアクセスを可能としている。ヘッダ領域のデータ記録形態とデータ領域の記録形態は大きく異なっており、このため両者の領域の再生信号の質も大きく異なっている。
【００１５】
特許文献１には、これら２種類の領域の再生信号をいずれもＰＲＭＬ方式を用いて再生することを狙った技術が開示されている。例えば、波形等化用のデジタルフィルタで用いる係数を２種類の再生信号に対して切換えるという技術である。
【特許文献１】特開２００２−８３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、ヘッダ領域の再生とデータ領域の再生をいずれもＰＲＭＬ方式で行うことは、以下のような理由により無理があると考えられる。
【００１７】
第１の理由として、ヘッダ領域にはＶＦＯ(Variable Frequency Oscillator)信号と呼ばれる周期的な信号がヘッダ領域全体の６５％%以上存在する。ＰＲＭＬ方式で必要となる適応等化処理は、周期性のデータで学習を行うと発散してしまうという特性を持っている。このため、ヘッダ領域の再生信号に対して適応等化処理を行うことは技術的に困難である。
【００１８】
第２の理由として、ヘッダ領域ではこれを構成する２つの領域（以下、ヘッダ１領域、及びヘッダ２領域という）がデータ領域のトラックの中心線に対して互いに反対方向にずれた位置に千鳥状に配置されている。このため、データ領域のトラックを再生しているレーザ光のビームスポットがヘッダ領域に入ると、その再生信号の振幅がヘッダ１領域とヘッダ２領域とでは大きく異なる可能性がある。
【００１９】
振幅情報の乱れはＰＲＭＬ方式が苦手とするところであり、誤ったヘッダ領域の再生データを出力する可能性がある。
【００２０】
第３の理由として、ヘッダ１領域から反射光とヘッダ２領域からの反射光が異なった位置から光学系に入射されるため、光学的な非線形性が再生信号に重畳される可能性があり、このこともＰＲＭＬ方式によるヘッダ領域の再生を困難にしている。
【００２１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、記録可能領域であるデータ領域と、そのアドレス情報が事前にエンボスで記録されているヘッダ領域とが存在する光ディスクに対して、基本的な構成を変更することなく、データ領域とヘッダ領域の双方の記録データを高品質で再生することができる光ディスク記録再生装置、及び光ディスク記録再生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するため、本発明に係る光ディスク記録再生装置は、請求項１に記載したように、記録可能領域であるデータ領域と、前記データ領域のアドレス情報が予めエンボスで記録されているヘッダ領域とを有する光ディスクに対して記録再生を行う光ディスク記録再生装置において、前記光ディスクの再生信号から前記データ領域と前記ヘッダ領域とを判定する領域判定部と、前記再生信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、前記ＡＤ変換部から出力される前記デジタル信号から、前記データ領域及び前記ヘッダ領域の情報を読み取る再生復号部と、を備え、前記再生復号部は、前記データ領域を再生するときには、前記再生復号部にて第１の再生復号処理を行い、前記ヘッダ領域を再生するときは、前記再生復号部の基本構成を変えることなく第２の再生復号処理を行う、ことを特徴とする。
【００２３】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る光ディスク記録再生方法は、請求項１０に記載したように、記録可能領域であるデータ領域と、前記データ領域のアドレス情報が予めエンボスで記録されているヘッダ領域とを有する光ディスクに対して記録再生を行う光ディスク記録再生方法において、（ａ）前記光ディスクの再生信号から前記データ領域と前記ヘッダ領域とを判定し、（ｂ）前記再生信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、（ｃ）前記ＡＤ変換部から出力される前記デジタル信号から前記データ領域及び前記ヘッダ領域の情報を読み取る、ステップを備え、ステップ（ｃ）では、前記データ領域を再生するときには、ＰＲＭＬ方式による再生を行い、前記ヘッダ領域を再生するときは、デジタルスライス方式による再生を行う、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る光ディスク記録再生装置、及び光ディスク記録再生方法によれば、記録可能領域であるデータ領域と、そのアドレス情報が事前にエンボスで記録されているヘッダ領域とが存在する光ディスクに対して、基本的な構成を変更することなく、データ領域とヘッダ領域の双方の記録データを高品質で再生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る光ディスク記録再生装置、及び光ディスク記録再生方法の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２６】
（１）対象とする光ディスクの概要
図１は、本実施形態に係る光ディスク記録再生装置１で記録再生する光ディスク１００の典型例としてのＤＶＤ−ＲＡＭの物理構造を示す図である。
【００２７】
光ディスク１００は、セクタと呼ばれるブロックに分割されており、各セクタには記録可能領域であるデータ領域と、データ領域のアドレス情報が予めエンボスで記録されているヘッダ領域とが設けられている。
【００２８】
データ領域は相変化を用いた書換え可能領域であり、ランドとグルーブの双方に記録し再生することが出来る。また、データ領域にはウォブルが設けられている。
【００２９】
一方、ヘッダ領域は光ディスク１００の出荷時において予め物理アドレス情報がエンボスで記録されている領域である。ヘッダ領域は、ヘッダ１領域とヘッダ２領域の２つから構成されている。ヘッダ１領域とヘッダ２領域は、データ領域のトラック（ランド又はグルーブ）の中心線に対して、互いに逆方向にずれて千鳥状に配置されている。
【００３０】
ヘッダ領域のデータは、ピットを有するエンボスで記録されており、相変化を用いているデータ領域の記録形態と大きく異なっている。
【００３１】
図２（ａ）は、１セクタ分のデータ構造を示す図であり、図２（ｂ）は、セクタの先頭にあるヘッダフィールドのデータ構造を示す図である。ヘッダ１領域にはHeader１ fieldとHeader２ fieldとがあり、ヘッダ２領域にはHeader３ fieldとHeader４ fieldとがある。各Header fieldには、ＶＦＯ（Variable Frequency Oscillator）、ＡＭ（Address Mark）、ＰＤＩ（Physical ＩＤ）、ＩＥＤ、ＰＡと呼ばれるデータが記録されている。このうち、ＰＤＩが物理アドレスを示すデータである。
【００３２】
図２（ｂ）からわかるように、ヘッダ領域のなかではＶＦＯ領域が最も多くの割合を占めており、ヘッダ領域全体の６５％以上となっている。
【００３３】
図３は、ヘッダ領域とデータ領域の再生信号の強度を模式的に示した図であり、図３（ａ）が和信号、図３（ｂ）が主にトラッキングサーボ制御に用いる差信号である。
【００３４】
前述したように、ヘッダ領域とデータ領域とで記録形態が大きく異なっており、再生信号の強度も大きく異なっている。またヘッダ１領域とヘッダ２領域は千鳥状に配置されているため、差信号では極性が反対方向となるほか、和信号では非線形性を生じる場合がある。さらに、ヘッダ領域の再生ではトラッキングサーボはオフとなりフリーランとなるため、ドリフトによって中心線からビームスポットがずれた場合には、ヘッダ１領域とヘッダ２領域からの信号強度は和信号においても異なってくる場合がある。
【００３５】
このように、ヘッダ領域の再生信号は信号振幅の変動要因が多く、さらに前述したように周期性信号からなるＶＦＯ領域が大部分を占めており、ＰＲＭＬ方式による再生には不向きである。
【００３６】
そこで、本実施形態に係る光ディスク記録再生装置１では、ヘッダ領域に対しては信号振幅の変動に強く、周期性信号に対しても問題なく再生復号が可能なデジタルスライス方式を採用し、データ領域に対しては高品質の再生を可能とするＰＲＭＬ方式を採用している。
【００３７】
また、デジタルスライス方式の再生復号処理とＰＲＭＬ方式の再生復号処理とをほぼ同一の回路構成で実現しており、これによってシステム規模の拡大を防止している。
【００３８】
デジタルスライス方式とＰＲＭＬ方式の切換えは、一部の信号経路の切換えやフィルタ値の置換等の方法で行われ、当然ながら瞬時（リアルタイム）に切り換えが行われる。
【００３９】
（２）光ディスク記録再生装置の基本構成及び基本動作
ＰＲＭＬ方式とデジタルスライス方式の切り換えについて説明する前に、光ディスク記録再生装置１の基本的な構成と動作をＰＲＭＬ方式での再生をベースとして説明する。
【００４０】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る光ディスク記録再生装置１の構成例を示す図である。光ディスク記録再生装置１の構成は、大きく分類すると、光ディスク１００の記録データを再生する再生系と、光ディスク１００にデータを記録する記録系と、ヘッダ領域検出系とからなっている。
【００４１】
再生系としては、ＰＵＨ（Pick Up Head）２００、プリアンプ１０、プリイコライザ１１、振幅制御回路１２、ＡＣカップリング回路１３、ＡＤ変換部１４、再生復号部２５、及びＥＣＣ回路２８を備えている。
【００４２】
このうち、再生復号部２５は、その内部構成として、オフセット制御回路１５、アシンメトリ制御回路１６、ＰＬＬ部１７、リミットイコライザ／適応等化器２２、スライサ／ビタビ復号器２７、同期復調回路２７を備えている。
【００４３】
さらに、ＰＬＬ部１７はその内部構成として、周波数検出器１８、位相比較器１９、ループフィルタ２０、及びＶＣＯ２１を有している。
【００４４】
また、リミットイコライザ／適応等化器２２は、その内部構成としてＦＩＲフィルタ２３、等化係数学習回路２４を有している。
【００４５】
記録系は、変調回路２９と記録波形生成部３０を有している。
【００４６】
また、ヘッダ領域検出系はヘッダ領域検出回路５０と領域判定回路５１を有している。
【００４７】
上記のように構成された光ディスク記録再生装置１の基本的な動作について再生系から説明する。
【００４８】
ＰＵＨ２００は、レーザ素子（図示せず）を内蔵しており、再生用のレーザパワーでレーザ光を光ディスク１００に対して照射し、光ディスク媒体からの反射光を検出することで、再生信号を出力する。
【００４９】
ＰＵＨ２００から出力される再生信号は、プリアンプ１０に送られて信号増幅等の処理を施され、プリイコライザ１１で事前の波形等化がなされる。この波形等化特性は例えば高次のイクイリップルフィルタで構成すればよい。
【００５０】
続いて波形等化処理された信号は振幅制御回路１２で信号振幅の調整がなされ、ＡＣカップリング回路１３に入力される。ＡＣカップリング回路１３では、所定の時定数のフィルタでＡＣカップリングされており、ＤＣ成分が除去される。ＡＣカップリング回路１３から出力されたアナログ再生信号は、ＡＤ変換部１４によってデジタル値に変換される。
【００５１】
ＡＤ変換部１４のサンプリングクロックは、サンプリングタイミングが適切となるように、再生信号自体からクロックを抽出している。即ち、再生波形から周波数検出器１８によりチャネル周波数を検出し、また位相比較器１９により、理想サンプリング点との位相誤差を検出し制御される。
【００５２】
一般にＰＬＬ(Phase Locked Loop)と呼ばれる部分であり、周波数制御および位相制御ともに、同一のループフィルタ２０によって制御がなされ、ＶＣＯ２１(Voltage Controlled Oscillators)によりクロックがＡＤ変換部１４に供給される。
【００５３】
光ディスク１００が、ＤＶＤ−ＲＡＭのような記録可能な媒体の場合は、記録用のクロックを生成しなければならない関係上、データ領域のディスク溝にウォブルと呼ばれる蛇行が刻まれている（図１参照）。このウォブル周波数とチャネル周波数は一定の割合になるよう規格されているため、再生信号自体から抽出しなくても周波数制御だけならばウォブル信号を用いて行うことが可能であるが、この部分の詳細説明は省略する。
【００５４】
ＡＤ変換部１４にＡＤ変換された再生信号は、オフセット制御回路１５及びアシンメトリ制御回路１６によってデジタル波形整形がなされる。
【００５５】
オフセット制御回路１５は、例えば信号成分のデューティ比が一定になるように再生信号のオフセット量を制御する。また、アシンメトリ制御回路１６は、オフセット調整された再生信号を、例えば平均値検波することで信号の振幅方向の非対称性を検出し、再生信号の波形が中心値に対して対称な波形となるように制御する。
【００５６】
デジタル波形整形された再生信号は次にリミットイコライザ／適応等化器２２に入力され、所定のパーシャルレスポンス（PR）に応じた応答波形となるように波形等化処理が行われる。波形等化処理は、所定のタップ数を有するＦＩＲフィルタ２３で行われるが、ＦＩＲフィルタ２３でもちられるタップ係数は、等化係数学習回路２４にて生成される。
【００５７】
リミットイコライザ／適応等化器２２の構成や動作（ここでは、適応等価器としての構成や動作）は公知のものであるが、最も一般的なＬＭＳ(Least Mean Square)アルゴリズムを用いた動作について以下に説明する。
【００５８】
図５は、リミットイコライザ／適応等化器２２の細部構成例を示すブロック図であり、ＦＩＲフィルタ２３と等化係数学習回路２４から成っている。なお、図５には、説明の便宜上、スライサ／ビタビ復号器２６の内部処理(等化誤差生成)も一部含めている。
【００５９】
本実施形態に係るリミットイコライザ／適応等化器２２では、デジタルスライス方式とＰＲＭＬ方式の処理を共用するために、図５に示したＦＩＲフィルタ２３の構成ではなく、後述する転置型に修正した構成としているが、以下の基本動作の説明では一般に知られている図５の構成（標準型）を用いて説明する。
【００６０】
ＦＩＲフィルタ２３は、例えばフリップフロップで構成されるクロック値延器２０１、２０２、乗算器２０３、２０４、２０５、加算器２０６、２０７、２０８を備えて構成される。図５に示したＦＩＲフィルタ２３は３つの乗算器を用いた３タップ構成となっているが、タップ数は特に限定するものではない。タップ数が増えた場合でも基本的な動作は同じであるため、以下の説明では図５に示した３タップ構成で説明する。
【００６１】
時刻kにおけるリミットイコライザ／適応等化器２２（ＦＩＲフィルタ２３）への入力信号をx(k)，乗算器２０３、２０４、２０５に入力される乗数をそれぞれ、c1, c2, c3とすると、リミットイコライザ／適応等化器２２の出力Y(k)は以下の式で表現できる。
［数１］
Y(k) = x(k)*c1 +x(k-1)*c2 + x(k-2)*c3 (式1)
【００６２】
このY(k)に対してスライサ／ビタビ復号器２６で得られるバイナリデータをA(k)とする。目的とするPRのクラスを例えばPR(3443)とし、A(k)が正しい再生データであるとすると、時刻kでのリミットイコライザ／適応等化器２２の本来の出力Z(k)は、以下の式となる。
［数２］
Z(k) = 3*A(k) +4*A(k-1) +4*A(k-2) +3*A(k-3) -7 (式2)
そこで、時刻kでの等化誤差 E(k)を以下の式で定義する。
［数３］
E(k) = Y(k) - Z(k) (式3)
【００６３】
この等化誤差E(k)が等化係数学習回路２４に入力され、等化係数学習回路２４にて各乗算器２０３、２０４、２０５の係数c1, c2, c3が適応学習される。適応学習では以下の式に従い各乗算器の係数c1, c2, c3を更新する。
［数４］
c1(k+1) = c1(k) -α*x(k) *E(k) (式4)
c2(k+1) = c2(k) -α*x(k-1)*E(k) (式5)
c3(k+1) = c3(k) -α*x(k-2)*E(k) (式6)
【００６４】
(式4)〜(式6)におけるαは、更新係数であり、正の小さな値、例えば 0.01等を設定する。学習の初期にはこのαの値を大きくし、一定時間経過後にαの値を小さくする。αが大きい場合にはノイズ等による誤作動するため、よりエラー率を良くするためには適切なαの値まで小さくさせる必要がある。
【００６５】
図５中、波形合成回路２１６では、(式２)に示した処理が行われる。また、遅延回路2２１５では、加算回路208の出力Y(k)を、ビタビ復号回路２６での処理時間相当の遅延処理が行われる。さらに、加算回路217において、上記の(式3)に示した処理が行われる。
【００６６】
等化係数学習回路２４の係数更新回路２１２、２１３、２１４では、(式4)から(式6)に示した演算が夫々行われ、各乗算器２０３、２０４、２０５の係数c1, c2, c3を更新する。なお、レジスタ２０９、２１０、２１１は、係数c1, c2, c3を一時的に格納するレジスタである。
【００６７】
このような学習処理によって形成されたＦＩＲフィルタ２３を通過した再生信号(PRクラスに適応等化された信号出力)は、最後にスライサ／ビタビ復号器２６においてPRクラスに応じた最尤列推定(ビタビ復号)を行い、２値の復号データ（バイナリデータ）が得られる。
【００６８】
スライサ／ビタビ復号器２６により出力されたバイナリデータは次に同期復調回路２７に入力される。ＤＶＤ−ＲＡＭ含む従来型のＤＶＤにおいては、バイナリデータ列はフレームと呼ばれる１４８８bit毎のデータとして記録されているが、同期復調回路２７内の同期部ではこの各フレームの開始位置を表す３２bitのバイナリデータ列(SYNCコード)を検出し、後段の復調部のための１６bit毎の同期信号を生成する。
【００６９】
次に同期復調回路２７内の復調部では、１６bit毎のバイナリデータを、予め定めた復調規則に従い８bitの再生データへ復調処理を行う。そしてバイトデータとなった信号(復調データ)は、さらにＥＣＣ回路２８に入力される。
【００７０】
ＥＣＣ回路２８ではディフェクトなどで付加されたエラー訂正するエラー訂正処理が行われる。エラー訂正された再生データは、外部のホスト機器、例えばパーソナルコンピュータ等に出力される。
【００７１】
次に、記録系の動作について概略説明する。外部のホスト機器から出力された記録用データは、変調回路２９によって記録用の符号に符号変調される。符号変調された記録用のデータ列は、記録波形生成部３０に入力される。記録波形生成部３０では、レーザダイオード（レーザ素子）ドライバ（ＬＤＤ）用の記録波形を生成する。この記録波形によって光ディスク１００のデータ領域にデータが記録される。
【００７２】
（２）ヘッダ領域とデータ領域の判定
ヘッダ領域とデータ領域とで再生復号処理を切換えるためには、ヘッダ領域の検出が必要となる。この検出はヘッダ領域検出回路５０で行っている。
【００７３】
図３を見てもわかるように、ヘッダ領域とそれ以外の領域では急激なＤＣ段差が存在する。ヘッダ領域検出回路５０は、ＰＵＨ２００から出力される和信号(プリアンプ１０の出力信号)からこのＤＣ段差を検出し、ヘッダ領域検出信号を生成する。また、差信号を用いて、ヘッダ１とヘッダ２の間のＤＣ段差を検出するようにしてもよい。
【００７４】
ヘッダ領域検出回路５０で生成したヘッダ領域検出信号に基づいて、領域判定回路５１ではヘッダ領域とデータ領域の処理の切り換えを行なうための各種タイミング信号を生成する。
【００７５】
図６は、領域判定回路５１で生成されるタイミング信号を例示したものである。
【００７６】
まず、補間ヘッダ領域検出信号が生成される。補間ヘッダ領域検出信号は、いわゆるフライホイールカウンタで生成されるものであり、ヘッダ間の時間間隔を計測し、計測した時間間隔に基づいて次のヘッダ領域検出信号が到来するタイミングを予測してゲート波形を生成するものである。予測ゲートであるため、図６（ｂ）に示したように実際のヘッダ領域の幅よりも広く取ることが可能である。ヘッダ領域検出信号が一時的に検出されなかった場合でも補間ヘッダ領域検出信号をしばらくの間出力させることができる。また、補間ヘッダ領域検出信号と実際に検出されたヘッダ領域検出信号の位置がずれていた場合には、補間ヘッダ領域検出信号の位置を補正するようにしても良い。
【００７７】
領域判定回路５１は、補間ヘッダ領域検出信号の立ち上がりから所定の時間遅延させて、３発のパルスをもつ時定数切り換え信号（図６（ｃ））を生成している。
【００７８】
再生信号では、ヘッダ領域の先頭とデータ領域の先頭の２箇所で大きなＤＣ段差が発生する。また、ヘッダ１領域からヘッダ２領域へ移るときにもＤＣ段差が発生する場合もある。
【００７９】
前述したように、ＡＣカップリング回路１３では、所定の時定数のＡＣカップリングフィルタでＤＣ成分をカットしている。ＡＣカップリングフィルタに大きなＤＣ段差が入力されるとこれを早く吸収させる必要がある。このため、ＡＣカップリングフィルタの時定数を小さく（応答を速く）することが好ましい。一方、収束後はノイズ低減の観点からＡＣカップリングフィルタの時定数を大きく（応答を遅く）する方が好ましい。このように大きなＤＣ段差が発生した場合、ＡＣカップリングフィルタの時定数を多段階、例えば、高速、中速、低速の３段階、に切換える方式が好ましい。時定数切り換え信号は、ＡＣカップリング回路１３に対してこの時定数切り換えを行うためのタイミングを提供している。このような時定数の切換え制御により、ＡＣカップリング回路１３の出力波形（図６（ａ））では、ＤＣ段差が短時間かつスムースに吸収される。
【００８０】
また、領域判定回路５１は、補間ヘッダ領域検出信号の立ち上がりから所定の時間遅延させて、３発の領域切替信号を生成している。この時、１発目、２発目をヘッダ領域切替信号（図６（ｄ））、３発目をデータ領域切替信号（図６（ｅ））とし、両者を合わせて領域切替信号として図４中の各ブロックに送信している。この領域切替信号によって図４の各部はリライタブル領域であるデータ領域とエンボス領域であるヘッダ領域とを弁別することが可能となる。
【００８１】
以下、領域切替信号に基づいて切換えられる各部の再生復号処理の詳細について説明する。
【００８２】
（３）オフセット制御回路、アシンメトリ制御回路、及び等化係数学習回路
図７は、オフセット制御回路１５の細部構成例を示す図である。オフセット制御回路１５は、再生信号のデューティ比をデューティ比検波器１５１で検出し、デューティ比が一定、例えば５０％、となるようにフィードバックループで入力信号のオフセット量（フィルタ値）を加算器１５４で加減算することで調整している。
【００８３】
フィードバックループにはオフセット調整用の制御フィルタ１５２が設けられており、レジスタ等で構成される遅延素子１５３に格納されるオフセット量（フィルタ値）がクロック毎に更新されている。
【００８４】
ヘッダ領域とデータ領域とでは、オフセット制御回路１５の入力信号は異なるため、遅延素子１５３のオフセット量（フィルタ値）の初期値は、互いの切替時に設定しなおしており、この初期値の設定は領域切替信号に基づいて行われる。
【００８５】
夫々の初期値は、予め定められた固定値を用いてもよいし、前回の各処理の終了時のオフセット量（フィルタ値）を適宜のメモリの保存しておき、これを夫々の初期値として用いる形態でもよい。
【００８６】
図８は、アシンメトリ制御回路１６の細部構成例を示す図である。アシンメトリ制御回路１６は、再生信号の例えば平均値を平均値検波器１６１で検出し、平均値がゼロに近づくようにフィードバックループで入力信号の信号波形の非対称性をアシンメトリ除去回路１６４で除去している。例えば、平均値が負の場合には、入力波形の負の部分の振幅が小さくなるような係数を乗算することで、正と負の波形が対称になるように調整している。
【００８７】
フィードバックループにはアシンメトリ調整用の制御フィルタ１６２が設けられており、オフセット制御回路１５と同様にレジスタ等で構成される遅延素子１６３に格納される調整値（フィルタ値）がクロック毎に更新されている。
【００８８】
この場合にも、ヘッダ領域とデータ領域とではアシンメトリ制御回路１６の入力信号は異なるため、遅延素子１６３の調整値（フィルタ値）の初期値は、互いの切替時に設定しなおしており、この初期値の設定は領域切替信号に基づいて行われる。
【００８９】
夫々の初期値は、予め定められた固定値を用いてもよいし、前回の各処理の終了時の調整値（フィルタ値）を適宜のメモリの保存しておき、これを夫々の初期値として用いる形態でもよい。
【００９０】
リミットイコライザ／適応等化器２２の等化係数学習回路２２においても類似の制御フィルタが用いられており、フィルタ値がクロック毎に更新されている。具体的には、フィルタ係数c1, c2, c3が夫々のレジスタ２０９、２１０、２１１内で更新されている。これらのフィルタ値も、ヘッダ領域からデータ領域に切り換わり適応等化処理が開始されるときにはその初期値を設定する必要がある。設定のタイミングとして領域切替信号が用いられる。この場合にも初期値としては、所定の固定値でもよいし、前回の適応等化処理の最後の値を初期値として用いてもよい。
【００９１】
（４）リミットイコライザ／適応等化器
図９は、本実施形態に係るリミットイコライザ／適応等化器２２の細部構成例を示す図であり、特にこのうち、リミッタ付ＦＩＲフィルタ２３の構成を例示する図である。リミッタ付ＦＩＲフィルタ２３は、振幅制限リミッタ２３１、スイッチ２３２、及びデジタルフィルタ本体２３３で構成されている。
【００９２】
デジタルフィルタ本体２３３は転置型で構成しており、この構成によってリミットイコライザとしてのフィルタと適応等化器としてのフィルタを同じ回路構成で実現している。一般にデジタルフィルタの構成として、乗算器の入力側に遅延回路を設ける標準型（図５に示した構成）と、乗算器の出力側に遅延回路を設ける転置型とがあるが、両者の間には等化な変換が可能である。
【００９３】
データ領域を再生するときには、スイッチ２３２は入力Ｂを選択する。この選択によって入力信号は直接デジタルフィルタ本体２３３に入力される。また、このとき各乗算器の係数は、等化学習回路２２から出力される値を用いる。
【００９４】
一方、ヘッダ領域を再生するときには、スイッチ２３２は入力Ａを選択する。この選択によって、振幅制限リミッタ２３１で振幅がリミットされた信号がデジタルフィルタ本体２３３に入力される。但し、デジタルフィルタ本体２３３の中央のタップにだけは振幅制限されていない入力信号がそのまま入力される。各乗算器の係数は、予め設定されているリミットイコライザ用の係数に切り替えられる。
【００９５】
リミットイコライザ自体は、公知の技術であり詳細な説明は省略するが、高域ブースト用デジタルフィルタの前段にリミッタを設けた図９の構成により、ノイズによるジッタを増加させることなく３Ｔ等の高域信号振幅をブーストでき、デジタルスライス方式に有効な方式である。
【００９６】
図１０は、リミットイコライザの効果を示す図である。図１０（ａ）はリミッタがない場合（高域ブーストフィルタのみ）の再生信号のアイパターンであり、図１０（ｂ）がその振幅ヒストグラムである。
【００９７】
一方、図１０（ｃ）は、本実施形態に係るリミッタ付きイコライザを用いたときの再生信号のアイパターンであり、図１０（ｄ）がその振幅ヒストグラムである。
【００９８】
これらの図からわかるように、リミッタ付きイコライザとして構成することにより、ジッタが低減され、デジタルスライス方式に有効であることがわかる。
【００９９】
このように、リミッタ付ＦＩＲフィルタ２３では、同じ回路構成をとりつつも、ヘッダ領域の再生ではデジタルスライス方式に適したリミッタ付きイコライザとして機能させ、データ領域の再生ではＰＲＭＬ方式に適した適応等化フィルタとして機能させている。
【０１００】
（５）スライサ／ビタビ復号回路
スライサ／ビタビ復号回路２６においても、領域切替信号によって、ヘッダ領域の復号方式とデータ領域の復号方式とを切換えている。
【０１０１】
データ領域の復号にはＰＲＭＬ方式に対応したビタビ復号処理を行っている。ビタビ復号処理自体は公知技術であり、説明は省略する。
【０１０２】
ヘッダ領域の復号にはデジタルスライス方式を用いており、例えば振幅がゼロ点より大きいか小さいかによって「１」と「０」を判断しバイナリデータを得ている。本実施形態では、このバイナリデータ出力に対してさらにランレングス制限に基づく補正処理を行っており、この補正処理によって誤り率を向上させている。
【０１０３】
ＤＶＤ−ＲＡＭでは、３Ｔ系符号の８／１６変調方式が採用されているため、２Ｔ以下の信号は発生しないはずである。この条件に基づき、スライスによって２値化したデータに１Ｔや２Ｔが生じた場合にはこれらを強制的に３Ｔに補正する処理を行なっている。
【０１０４】
図１１は、スライサ／ビタビ復号回路２６をデジタルスライス方式として機能させるときの構成例を示したものであり、スライス処理とランレングス制限に基づく補正処理を含めた機能を実現する構成となっている。
【０１０５】
図１２は、図１１中に示したＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの各点における波形を例示したものである。本例では、３Ｔ連続パターンが入力された場合の例を示している。
【０１０６】
図１２（ａ）が３Ｔの連続パターンに対するＦＩＲフィルタ１２の出力の波形Ａであり、スライス前の多値データ波形である。図１２（ｂ）は波形Ａをスライスした後の波形Ｂであり、コンパレータ２６１でゼロと大小比較することで多値データからバイナリデータに変換している。波形Ｂには、ノイズ等に起因するジッタの影響で、本来含まれないはずの１Ｔや２Ｔが含まれている。
【０１０７】
図１１中の１Ｔ補正パルス生成回路２６２では、図１２（ｃ）に示した１Ｔ補正パルス（波形Ｃ）が生成される。スライス後の波形Ｂに含まれる１Ｔを検出し、この１Ｔの中心に対して前後に２つの１Ｔを発生して１Ｔ補正パルスの波形Ｃを生成している。
【０１０８】
２Ｔ補正パルス生成回路２６２では、図１２（ｄ）に示した２Ｔ補正パルス（波形Ｄ）が生成される。２Ｔの場合、その前側か後側のいずれかに１Ｔを付加して強制的に３Ｔとするが、このとき入力信号の振幅情報に基づいてより確からいし側を推定している。この推定を前縁後縁判断回路２６４で行なっており、その結果によってスイッチ２６５を切換えている。
【０１０９】
１Ｔ補正パルス（波形Ｃ）と２Ｔ補正パルス（波形Ｄ）とをＯＲ回路２６６でＯＲをとり、その後、この信号と補正前の波形ＢとをＸＯＲ回路２６７で排他的ＯＲをとり、図１２（ｅ）に示した補正後の波形Ｅを得ている。
【０１１０】
補正後の波形Ｅでは、１Ｔや２Ｔの誤った検出がすべて排除され、３Ｔの連続パターンが得られている。
【０１１１】
このように、本実施形態に係るスライサ／ビタビ復号回路２６では、ランレングス制限に基づく補正を行なうことで、デジタルスライス方式に対しても誤検出を低減している。
【０１１２】
（６）位相比較器等
ビタビ復号処理によって多値データからバイナリデータを得る場合と、デジタルスライス処理によって多値データからバイナリデータを得る場合とで、多値データのサンプリング点の位相を半クロックシフトさせなければならない場合がある。
【０１１３】
図１３は、パーシャルレスポンスのクラスがＰＲ（３４４３）のときの４Ｔパターンをサンプリング点（○印で示す）と共に示した図である。
【０１１４】
この場合、ビタビ復号処理では４Ｔパターンのサンプリング点が図１３（ａ）に示したようにゼロ点をクロスするようにサンプリングされることを想定している。
【０１１５】
一方、デジタルスライス処理では、４Ｔパターンのサンプリング点が図１３（ｂ）に示したようにゼロ点を挟んで対称となるようにサンプリングされることを想定している。
【０１１６】
つまり、ビタビ復号処理とデジタルスライス処理とでは、夫々期待するサンプリング点の位相が半クロックだけシフトしている。
【０１１７】
このため、デジタルスライス方式を用いるヘッダ領域の再生復号処理と、ＰＲＭＬ方式を用いるデータ領域の再生復号処理とを切換える際には、サンプリング点の位相を半クロックだけシフトさせる必要がある。
【０１１８】
これを実現するためには、位相比較器１８における位相検出方法を切換えればよい。例えば、ゼロ点を位相安定点として制御するゼロクロス型位相比較器(以下、ＺＰＤという)から、非ゼロクロス型位相比較器(以下、ＮＺＰＤという)方式に切り替えることによって、ＡＤ変換部１４のサンプリング点の位相を半クロック（０．５Ｔ）だけシフトさせることができる。この問題を解決することができる。
【０１１９】
この他、リミッタ付ＦＩＲフィルタ２３におけるＦＩＲフィルタのタップ数を奇数タップから偶数タップに切り替えることでも、サンプリング点の位相を半クロックだけシフトさすることができる。即ち、奇数タップでは位相安定点はそのまま保存されるが、偶数タップの場合は位相が半クロック（０．５Ｔ）ずれる。この場合には、位相比較器１８の位相検出方法を切換える必要なく、例えばＺＰＤの構成のままでよい。
【０１２０】
以上説明してきたように、本実施形態に係る光ディスク記録再生装置１、及び光ディスク記録再生方法によれば、記録可能領域であるデータ領域と、そのアドレス情報が事前にエンボスで記録されているヘッダ領域とが存在する光ディスクに対して、基本的な構成を変更することなく、データ領域とヘッダ領域の双方の記録データを高品質で再生することができる。
【０１２１】
なお、本発明は上記の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わせにより、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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】ＤＶＤ−ＲＡＭの物理構造を模式的に示す図。
【図２】ＤＶＤ−ＲＡＭのデータ構造を模式的に示す図。
【図３】ＤＶＤ−ＲＡＭの再生信号の信号強度を模式的に示す図。
【図４】本発明の一実施形態に係る光ディスク記録再生装置の構成例を示す図。
【図５】適応等価器の動作原理の説明図。
【図６】ヘッダ領域の検出に基づく各種切替信号の一例を示す図。
【図７】オフセット制御回路の細部構成例を示すと共に、制御フィルタのフィルタ値の切換えを説明する図。
【図８】アシンメトリ制御回路の細部構成例を示すと共に、制御フィルタのフィルタ値の切換えを説明する図。
【図９】リミットイコライザ／適応等化器の細部構成例を示すと共に、ヘッダ領域とデータ領域での再生復号処理の切換えを説明する図。
【図１０】リミットイコライザのジッタ低減の効果を例示する図。
【図１１】スライサ／ビタビ復号回路において、ランレングス制限に基づく補正機能付きデジタルスライサとして機能させるときの構成例を示す図。
【図１２】ランレングス制限に基づく補正機能を説明する図。
【図１３】ＰＲＭＬ方式とデジタルスライス方式とでサンプリング点の位相が半クロックずれることを説明する図。
【符号の説明】
【０１２３】
１ 光ディスク記録再生装置
１３ ＡＣカップリング回路
１４ ＡＤ変換部
１５ オフセット制御回路
１６ アシンメトリ制御回路
１７ ＰＬＬ部
１８ 位相比較器
１９ 周波数比較器
２１ ＶＣＯ
２２ リミットイコライザ／適応等化器
２３ リミッタ付ＦＩＲフィルタ
２５ 再生復号部
２６ スライサ／ビタビ復号回路
２７ 同期復調回路
５０ ヘッダ領域検出回路
５１ 領域判定回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク記録再生装置、及び光ディスク記録再生方法に係り、特に、ＰＲＭＬ方式を用いる光ディスク記録再生装置、及び光ディスク記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、HD(High Definition)映像を再生することを目的とした大容量光ディスク規格であるHD DVDプレイヤーおよびレコーダーが市場に出回りはじめた。このHD DVDは記録再生に波長405nmの青紫レーザを用い、読み出し専用のHD DVD-ROM規格では片面単層15GBの記録容量を有しており、片面２層では30GBの記録容量を有している。
【０００３】
また、1回のみ書き込み可能なHD DVD-Rも同様に１層で15GB、２層で30GBの記録容量を有している。さらに、書き換え可能なHD DVD-RAMにおいては、単層だけで20GBもの記録容量を有している。
【０００４】
この大容量化を実現するために、HD DVD規格ではレーザの短波長化だけでなくデータ再生の信号処理方式にＰＲＭＬ(Partial Response and Maximum Likelihood)方式と呼ばれる技術を採用している。ＰＲＭＬ技術自体は公知技術であるが、概略は以下のような技術である。
【０００５】
パーシャルレスポンス(ＰＲ)方式を用いる再生では、符号間干渉（隣り合って記録されているビットに対応する再生信号同士の干渉）を積極的に利用して必要な信号帯域を圧縮しつつデータの再生を行う。パーシャルレスポンス(ＰＲ)は、符号間干渉の発生のさせかたによってさらに複数のクラスに分類できる。例えばクラス１の場合、記録データ“1”に対して再生データが“１１”の２ビットデータとして再生され、後続の1ビットに対して符号間干渉を発生させる。
【０００６】
一方、ＭＬ（Maximum Likelihood）は、いわゆる最尤系列推定方式の一種であって、再生波形のもつ符号間干渉の規則を有効に利用し、複数時刻にわたる信号振幅の情報に基づいてデータ再生を行う処理である。最尤系列推定方式としては、ビタビ復号方式が多く用いられている。
【０００７】
光ディスクから得られる再生波形に同期した同期クロックを生成し、このクロックによって再生波形自身をサンプルし振幅情報に変換する。その後適切な波形等化を行うことによってあらかじめ定めたパーシャルレスポンスの応答波形に変換し、ビタビ復号部において過去と現在のサンプルデータを用い、最も確からしいデータ系列を再生データとして出力する。
【０００８】
このように、パーシャルレスポンス方式とビタビ復号方式（最尤復号）とを組み合わせる方式をＰＲＭＬ方式と呼んでいる。このＰＲＭＬ方式を実用化するためには、再生信号が目的のＰＲクラスの応答となるようにする高精度の適応等化技術およびこれを支える高精度のクロック再生技術を必要とする。
【０００９】
次に、ＰＲＭＬ方式で用いられているラン長制限符号について説明する。ＰＲＭＬ方式を用いる再生回路では、光ディスクから再生された信号自身から、これに同期した基準クロックを、例えばＰＬＬ回路を用いて生成している。安定したクロックを生成するためには、記録信号は予め定めた時間以内で極性が反転する必要がある。同時に、記録信号の最高周波数を下げるためには、予め定めた時間中では記録信号の極性が反転しないようにすることも必要である。ここで、記録信号の極性が反転しない最大データ長を最大ラン長と呼び、極性が反転しない最小データ長を最小ラン長と呼ぶ。
【００１０】
例えば、最大ラン長が７ビットで、最小ラン長が１ビットである変調規則を(1,7)RLLと呼び、これを一般にTminが２Ｔであることから２Ｔ系符号と呼んでいる。また最大ラン長が7ビットで、最小ラン長が２ビットである変調規則を(2,7)RLLと呼び、同様に３Ｔ系符号と呼んでいる。
【００１１】
光ディスクで用いられる代表的な変調・復調方式としてはＨＤ ＤＶＤに採用されている２Ｔ系符号のＥＴＭ(Eight to Twelve Modulation)変調や、従来型のＤＶＤに採用されている３Ｔ系符号の8/16変調(EFM plus)があげられる。
【００１２】
このように、ＰＲＭＬ方式を導入した記録再生装置においては、従来から行われている２値スライス方式では十分な再生性能が得られにくい高密度記録型の光ディスクに対しても大幅な性能改善が見込まれる。このため、ＨＤ ＤＶＤ規格においてはＰＲＭＬ方式を採用しており、高い線記録密度を実現している。
【００１３】
ところで、ＰＲＭＬ方式による記録データの再生は、赤色レーザーを用いた従来のＤＶＤにも適用可能である。特に、記録型ディスクのように記録条件等で信号品位が変わるディスクの場合、適応的に信号処理を行うＰＲＭＬ技術のメリットが大いに発揮される。
【００１４】
しかしながら、記録型ＤＶＤの代表例としてのＤＶＤ−ＲＡＭには、ＣＡＰＡ(Complementary Allocated Pit Address)領域とも呼ばれる特殊なヘッダ領域（以下、単にヘッダ領域という）が分割されたユーザデータブロック（以下、データ領域という）毎に設けられている。ヘッダ領域には物理アドレス情報が予めエンボス情報として記録されており、記録時のランダムアクセスを可能としている。ヘッダ領域のデータ記録形態とデータ領域の記録形態は大きく異なっており、このため両者の領域の再生信号の質も大きく異なっている。
【００１５】
特許文献１には、これら２種類の領域の再生信号をいずれもＰＲＭＬ方式を用いて再生することを狙った技術が開示されている。例えば、波形等化用のデジタルフィルタで用いる係数を２種類の再生信号に対して切換えるという技術である。
【特許文献１】特開２００２−８３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、ヘッダ領域の再生とデータ領域の再生をいずれもＰＲＭＬ方式で行うことは、以下のような理由により無理があると考えられる。
【００１７】
第１の理由として、ヘッダ領域にはＶＦＯ(Variable Frequency Oscillator)信号と呼ばれる周期的な信号がヘッダ領域全体の６５％%以上存在する。ＰＲＭＬ方式で必要となる適応等化処理は、周期性のデータで学習を行うと発散してしまうという特性を持っている。このため、ヘッダ領域の再生信号に対して適応等化処理を行うことは技術的に困難である。
【００１８】
第２の理由として、ヘッダ領域ではこれを構成する２つの領域（以下、ヘッダ１領域、及びヘッダ２領域という）がデータ領域のトラックの中心線に対して互いに反対方向にずれた位置に千鳥状に配置されている。このため、データ領域のトラックを再生しているレーザ光のビームスポットがヘッダ領域に入ると、その再生信号の振幅がヘッダ１領域とヘッダ２領域とでは大きく異なる可能性がある。
【００１９】
振幅情報の乱れはＰＲＭＬ方式が苦手とするところであり、誤ったヘッダ領域の再生データを出力する可能性がある。
【００２０】
第３の理由として、ヘッダ１領域から反射光とヘッダ２領域からの反射光が異なった位置から光学系に入射されるため、光学的な非線形性が再生信号に重畳される可能性があり、このこともＰＲＭＬ方式によるヘッダ領域の再生を困難にしている。
【００２１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、記録可能領域であるデータ領域と、そのアドレス情報が事前にエンボスで記録されているヘッダ領域とが存在する光ディスクに対して、基本的な構成を変更することなく、データ領域とヘッダ領域の双方の記録データを高品質で再生することができる光ディスク記録再生装置、及び光ディスク記録再生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するため、本発明に係る光ディスク記録再生装置は、請求項１に記載したように、記録可能領域であるデータ領域と、前記データ領域のアドレス情報が予めエンボスで記録されているヘッダ領域とを有する光ディスクに対して記録再生を行う光ディスク記録再生装置において、前記光ディスクの再生信号から前記データ領域と前記ヘッダ領域とを判定する領域判定部と、前記再生信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、前記ＡＤ変換部から出力される前記デジタル信号から、前記データ領域及び前記ヘッダ領域の情報を読み取る再生復号部と、を備え、前記再生復号部は、前記データ領域を再生するときには、前記再生復号部にて第１の再生復号処理を行い、前記ヘッダ領域を再生するときは、前記再生復号部の基本構成を変えることなく第２の再生復号処理を行う、ことを特徴とする。
【００２３】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る光ディスク記録再生方法は、請求項１０に記載したように、記録可能領域であるデータ領域と、前記データ領域のアドレス情報が予めエンボスで記録されているヘッダ領域とを有する光ディスクに対して記録再生を行う光ディスク記録再生方法において、（ａ）前記光ディスクの再生信号から前記データ領域と前記ヘッダ領域とを判定し、（ｂ）前記再生信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、（ｃ）前記ＡＤ変換部から出力される前記デジタル信号から前記データ領域及び前記ヘッダ領域の情報を読み取る、ステップを備え、ステップ（ｃ）では、前記データ領域を再生するときには、ＰＲＭＬ方式による再生を行い、前記ヘッダ領域を再生するときは、デジタルスライス方式による再生を行う、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る光ディスク記録再生装置、及び光ディスク記録再生方法によれば、記録可能領域であるデータ領域と、そのアドレス情報が事前にエンボスで記録されているヘッダ領域とが存在する光ディスクに対して、基本的な構成を変更することなく、データ領域とヘッダ領域の双方の記録データを高品質で再生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る光ディスク記録再生装置、及び光ディスク記録再生方法の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２６】
（１）対象とする光ディスクの概要
図１は、本実施形態に係る光ディスク記録再生装置１で記録再生する光ディスク１００の典型例としてのＤＶＤ−ＲＡＭの物理構造を示す図である。
【００２７】
光ディスク１００は、セクタと呼ばれるブロックに分割されており、各セクタには記録可能領域であるデータ領域と、データ領域のアドレス情報が予めエンボスで記録されているヘッダ領域とが設けられている。
【００２８】
データ領域は相変化を用いた書換え可能領域であり、ランドとグルーブの双方に記録し再生することが出来る。また、データ領域にはウォブルが設けられている。
【００２９】
一方、ヘッダ領域は光ディスク１００の出荷時において予め物理アドレス情報がエンボスで記録されている領域である。ヘッダ領域は、ヘッダ１領域とヘッダ２領域の２つから構成されている。ヘッダ１領域とヘッダ２領域は、データ領域のトラック（ランド又はグルーブ）の中心線に対して、互いに逆方向にずれて千鳥状に配置されている。
【００３０】
ヘッダ領域のデータは、ピットを有するエンボスで記録されており、相変化を用いているデータ領域の記録形態と大きく異なっている。
【００３１】
図２（ａ）は、１セクタ分のデータ構造を示す図であり、図２（ｂ）は、セクタの先頭にあるヘッダフィールドのデータ構造を示す図である。ヘッダ１領域にはHeader１ fieldとHeader２ fieldとがあり、ヘッダ２領域にはHeader３ fieldとHeader４ fieldとがある。各Header fieldには、ＶＦＯ（Variable Frequency Oscillator）、ＡＭ（Address Mark）、ＰＤＩ（Physical ＩＤ）、ＩＥＤ、ＰＡと呼ばれるデータが記録されている。このうち、ＰＤＩが物理アドレスを示すデータである。
【００３２】
図２（ｂ）からわかるように、ヘッダ領域のなかではＶＦＯ領域が最も多くの割合を占めており、ヘッダ領域全体の６５％以上となっている。
【００３３】
図３は、ヘッダ領域とデータ領域の再生信号の強度を模式的に示した図であり、図３（ａ）が和信号、図３（ｂ）が主にトラッキングサーボ制御に用いる差信号である。
【００３４】
前述したように、ヘッダ領域とデータ領域とで記録形態が大きく異なっており、再生信号の強度も大きく異なっている。またヘッダ１領域とヘッダ２領域は千鳥状に配置されているため、差信号では極性が反対方向となるほか、和信号では非線形性を生じる場合がある。さらに、ヘッダ領域の再生ではトラッキングサーボはオフとなりフリーランとなるため、ドリフトによって中心線からビームスポットがずれた場合には、ヘッダ１領域とヘッダ２領域からの信号強度は和信号においても異なってくる場合がある。
【００３５】
このように、ヘッダ領域の再生信号は信号振幅の変動要因が多く、さらに前述したように周期性信号からなるＶＦＯ領域が大部分を占めており、ＰＲＭＬ方式による再生には不向きである。
【００３６】
そこで、本実施形態に係る光ディスク記録再生装置１では、ヘッダ領域に対しては信号振幅の変動に強く、周期性信号に対しても問題なく再生復号が可能なデジタルスライス方式を採用し、データ領域に対しては高品質の再生を可能とするＰＲＭＬ方式を採用している。
【００３７】
また、デジタルスライス方式の再生復号処理とＰＲＭＬ方式の再生復号処理とをほぼ同一の回路構成で実現しており、これによってシステム規模の拡大を防止している。
【００３８】
デジタルスライス方式とＰＲＭＬ方式の切換えは、一部の信号経路の切換えやフィルタ値の置換等の方法で行われ、当然ながら瞬時（リアルタイム）に切り換えが行われる。
【００３９】
（２）光ディスク記録再生装置の基本構成及び基本動作
ＰＲＭＬ方式とデジタルスライス方式の切り換えについて説明する前に、光ディスク記録再生装置１の基本的な構成と動作をＰＲＭＬ方式での再生をベースとして説明する。
【００４０】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る光ディスク記録再生装置１の構成例を示す図である。光ディスク記録再生装置１の構成は、大きく分類すると、光ディスク１００の記録データを再生する再生系と、光ディスク１００にデータを記録する記録系と、ヘッダ領域検出系とからなっている。
【００４１】
再生系としては、ＰＵＨ（Pick Up Head）２００、プリアンプ１０、プリイコライザ１１、振幅制御回路１２、ＡＣカップリング回路１３、ＡＤ変換部１４、再生復号部２５、及びＥＣＣ回路２８を備えている。
【００４２】
このうち、再生復号部２５は、その内部構成として、オフセット制御回路１５、アシンメトリ制御回路１６、ＰＬＬ部１７、リミットイコライザ／適応等化器２２、スライサ／ビタビ復号器２７、同期復調回路２７を備えている。
【００４３】
さらに、ＰＬＬ部１７はその内部構成として、周波数検出器１８、位相比較器１９、ループフィルタ２０、及びＶＣＯ２１を有している。
【００４４】
また、リミットイコライザ／適応等化器２２は、その内部構成としてＦＩＲフィルタ２３、等化係数学習回路２４を有している。
【００４５】
記録系は、変調回路２９と記録波形生成部３０を有している。
【００４６】
また、ヘッダ領域検出系はヘッダ領域検出回路５０と領域判定回路５１を有している。
【００４７】
上記のように構成された光ディスク記録再生装置１の基本的な動作について再生系から説明する。
【００４８】
ＰＵＨ２００は、レーザ素子（図示せず）を内蔵しており、再生用のレーザパワーでレーザ光を光ディスク１００に対して照射し、光ディスク媒体からの反射光を検出することで、再生信号を出力する。
【００４９】
ＰＵＨ２００から出力される再生信号は、プリアンプ１０に送られて信号増幅等の処理を施され、プリイコライザ１１で事前の波形等化がなされる。この波形等化特性は例えば高次のイクイリップルフィルタで構成すればよい。
【００５０】
続いて波形等化処理された信号は振幅制御回路１２で信号振幅の調整がなされ、ＡＣカップリング回路１３に入力される。ＡＣカップリング回路１３では、所定の時定数のフィルタでＡＣカップリングされており、ＤＣ成分が除去される。ＡＣカップリング回路１３から出力されたアナログ再生信号は、ＡＤ変換部１４によってデジタル値に変換される。
【００５１】
ＡＤ変換部１４のサンプリングクロックは、サンプリングタイミングが適切となるように、再生信号自体からクロックを抽出している。即ち、再生波形から周波数検出器１８によりチャネル周波数を検出し、また位相比較器１９により、理想サンプリング点との位相誤差を検出し制御される。
【００５２】
一般にＰＬＬ(Phase Locked Loop)と呼ばれる部分であり、周波数制御および位相制御ともに、同一のループフィルタ２０によって制御がなされ、ＶＣＯ２１(Voltage Controlled Oscillators)によりクロックがＡＤ変換部１４に供給される。
【００５３】
光ディスク１００が、ＤＶＤ−ＲＡＭのような記録可能な媒体の場合は、記録用のクロックを生成しなければならない関係上、データ領域のディスク溝にウォブルと呼ばれる蛇行が刻まれている（図１参照）。このウォブル周波数とチャネル周波数は一定の割合になるよう規格されているため、再生信号自体から抽出しなくても周波数制御だけならばウォブル信号を用いて行うことが可能であるが、この部分の詳細説明は省略する。
【００５４】
ＡＤ変換部１４にＡＤ変換された再生信号は、オフセット制御回路１５及びアシンメトリ制御回路１６によってデジタル波形整形がなされる。
【００５５】
オフセット制御回路１５は、例えば信号成分のデューティ比が一定になるように再生信号のオフセット量を制御する。また、アシンメトリ制御回路１６は、オフセット調整された再生信号を、例えば平均値検波することで信号の振幅方向の非対称性を検出し、再生信号の波形が中心値に対して対称な波形となるように制御する。
【００５６】
デジタル波形整形された再生信号は次にリミットイコライザ／適応等化器２２に入力され、所定のパーシャルレスポンス（PR）に応じた応答波形となるように波形等化処理が行われる。波形等化処理は、所定のタップ数を有するＦＩＲフィルタ２３で行われるが、ＦＩＲフィルタ２３でもちられるタップ係数は、等化係数学習回路２４にて生成される。
【００５７】
リミットイコライザ／適応等化器２２の構成や動作（ここでは、適応等価器としての構成や動作）は公知のものであるが、最も一般的なＬＭＳ(Least Mean Square)アルゴリズムを用いた動作について以下に説明する。
【００５８】
図５は、リミットイコライザ／適応等化器２２の細部構成例を示すブロック図であり、ＦＩＲフィルタ２３と等化係数学習回路２４から成っている。なお、図５には、説明の便宜上、スライサ／ビタビ復号器２６の内部処理(等化誤差生成)も一部含めている。
【００５９】
本実施形態に係るリミットイコライザ／適応等化器２２では、デジタルスライス方式とＰＲＭＬ方式の処理を共用するために、図５に示したＦＩＲフィルタ２３の構成ではなく、後述する転置型に修正した構成としているが、以下の基本動作の説明では一般に知られている図５の構成（標準型）を用いて説明する。
【００６０】
ＦＩＲフィルタ２３は、例えばフリップフロップで構成されるクロック値延器２０１、２０２、乗算器２０３、２０４、２０５、加算器２０６、２０７、２０８を備えて構成される。図５に示したＦＩＲフィルタ２３は３つの乗算器を用いた３タップ構成となっているが、タップ数は特に限定するものではない。タップ数が増えた場合でも基本的な動作は同じであるため、以下の説明では図５に示した３タップ構成で説明する。
【００６１】
時刻kにおけるリミットイコライザ／適応等化器２２（ＦＩＲフィルタ２３）への入力信号をx(k)，乗算器２０３、２０４、２０５に入力される乗数をそれぞれ、c1, c2, c3とすると、リミットイコライザ／適応等化器２２の出力Y(k)は以下の式で表現できる。
［数１］
Y(k) = x(k)*c1 +x(k-1)*c2 + x(k-2)*c3 (式1)
【００６２】
このY(k)に対してスライサ／ビタビ復号器２６で得られるバイナリデータをA(k)とする。目的とするPRのクラスを例えばPR(3443)とし、A(k)が正しい再生データであるとすると、時刻kでのリミットイコライザ／適応等化器２２の本来の出力Z(k)は、以下の式となる。
［数２］
Z(k) = 3*A(k) +4*A(k-1) +4*A(k-2) +3*A(k-3) -7 (式2)
そこで、時刻kでの等化誤差 E(k)を以下の式で定義する。
［数３］
E(k) = Y(k) - Z(k) (式3)
【００６３】
この等化誤差E(k)が等化係数学習回路２４に入力され、等化係数学習回路２４にて各乗算器２０３、２０４、２０５の係数c1, c2, c3が適応学習される。適応学習では以下の式に従い各乗算器の係数c1, c2, c3を更新する。
［数４］
c1(k+1) = c1(k) -α*x(k) *E(k) (式4)
c2(k+1) = c2(k) -α*x(k-1)*E(k) (式5)
c3(k+1) = c3(k) -α*x(k-2)*E(k) (式6)
【００６４】
(式4)〜(式6)におけるαは、更新係数であり、正の小さな値、例えば 0.01等を設定する。学習の初期にはこのαの値を大きくし、一定時間経過後にαの値を小さくする。αが大きい場合にはノイズ等による誤作動するため、よりエラー率を良くするためには適切なαの値まで小さくさせる必要がある。
【００６５】
図５中、波形合成回路２１６では、(式２)に示した処理が行われる。また、遅延回路2２１５では、加算回路208の出力Y(k)を、ビタビ復号回路２６での処理時間相当の遅延処理が行われる。さらに、加算回路217において、上記の(式3)に示した処理が行われる。
【００６６】
等化係数学習回路２４の係数更新回路２１２、２１３、２１４では、(式4)から(式6)に示した演算が夫々行われ、各乗算器２０３、２０４、２０５の係数c1, c2, c3を更新する。なお、レジスタ２０９、２１０、２１１は、係数c1, c2, c3を一時的に格納するレジスタである。
【００６７】
このような学習処理によって形成されたＦＩＲフィルタ２３を通過した再生信号(PRクラスに適応等化された信号出力)は、最後にスライサ／ビタビ復号器２６においてPRクラスに応じた最尤列推定(ビタビ復号)を行い、２値の復号データ（バイナリデータ）が得られる。
【００６８】
スライサ／ビタビ復号器２６により出力されたバイナリデータは次に同期復調回路２７に入力される。ＤＶＤ−ＲＡＭ含む従来型のＤＶＤにおいては、バイナリデータ列はフレームと呼ばれる１４８８bit毎のデータとして記録されているが、同期復調回路２７内の同期部ではこの各フレームの開始位置を表す３２bitのバイナリデータ列(SYNCコード)を検出し、後段の復調部のための１６bit毎の同期信号を生成する。
【００６９】
次に同期復調回路２７内の復調部では、１６bit毎のバイナリデータを、予め定めた復調規則に従い８bitの再生データへ復調処理を行う。そしてバイトデータとなった信号(復調データ)は、さらにＥＣＣ回路２８に入力される。
【００７０】
ＥＣＣ回路２８ではディフェクトなどで付加されたエラー訂正するエラー訂正処理が行われる。エラー訂正された再生データは、外部のホスト機器、例えばパーソナルコンピュータ等に出力される。
【００７１】
次に、記録系の動作について概略説明する。外部のホスト機器から出力された記録用データは、変調回路２９によって記録用の符号に符号変調される。符号変調された記録用のデータ列は、記録波形生成部３０に入力される。記録波形生成部３０では、レーザダイオード（レーザ素子）ドライバ（ＬＤＤ）用の記録波形を生成する。この記録波形によって光ディスク１００のデータ領域にデータが記録される。
【００７２】
（２）ヘッダ領域とデータ領域の判定
ヘッダ領域とデータ領域とで再生復号処理を切換えるためには、ヘッダ領域の検出が必要となる。この検出はヘッダ領域検出回路５０で行っている。
【００７３】
図３を見てもわかるように、ヘッダ領域とそれ以外の領域では急激なＤＣ段差が存在する。ヘッダ領域検出回路５０は、ＰＵＨ２００から出力される和信号(プリアンプ１０の出力信号)からこのＤＣ段差を検出し、ヘッダ領域検出信号を生成する。また、差信号を用いて、ヘッダ１とヘッダ２の間のＤＣ段差を検出するようにしてもよい。
【００７４】
ヘッダ領域検出回路５０で生成したヘッダ領域検出信号に基づいて、領域判定回路５１ではヘッダ領域とデータ領域の処理の切り換えを行なうための各種タイミング信号を生成する。
【００７５】
図６は、領域判定回路５１で生成されるタイミング信号を例示したものである。
【００７６】
まず、補間ヘッダ領域検出信号が生成される。補間ヘッダ領域検出信号は、いわゆるフライホイールカウンタで生成されるものであり、ヘッダ間の時間間隔を計測し、計測した時間間隔に基づいて次のヘッダ領域検出信号が到来するタイミングを予測してゲート波形を生成するものである。予測ゲートであるため、図６（ｂ）に示したように実際のヘッダ領域の幅よりも広く取ることが可能である。ヘッダ領域検出信号が一時的に検出されなかった場合でも補間ヘッダ領域検出信号をしばらくの間出力させることができる。また、補間ヘッダ領域検出信号と実際に検出されたヘッダ領域検出信号の位置がずれていた場合には、補間ヘッダ領域検出信号の位置を補正するようにしても良い。
【００７７】
領域判定回路５１は、補間ヘッダ領域検出信号の立ち上がりから所定の時間遅延させて、３発のパルスをもつ時定数切り換え信号（図６（ｃ））を生成している。
【００７８】
再生信号では、ヘッダ領域の先頭とデータ領域の先頭の２箇所で大きなＤＣ段差が発生する。また、ヘッダ１領域からヘッダ２領域へ移るときにもＤＣ段差が発生する場合もある。
【００７９】
前述したように、ＡＣカップリング回路１３では、所定の時定数のＡＣカップリングフィルタでＤＣ成分をカットしている。ＡＣカップリングフィルタに大きなＤＣ段差が入力されるとこれを早く吸収させる必要がある。このため、ＡＣカップリングフィルタの時定数を小さく（応答を速く）することが好ましい。一方、収束後はノイズ低減の観点からＡＣカップリングフィルタの時定数を大きく（応答を遅く）する方が好ましい。このように大きなＤＣ段差が発生した場合、ＡＣカップリングフィルタの時定数を多段階、例えば、高速、中速、低速の３段階、に切換える方式が好ましい。時定数切り換え信号は、ＡＣカップリング回路１３に対してこの時定数切り換えを行うためのタイミングを提供している。このような時定数の切換え制御により、ＡＣカップリング回路１３の出力波形（図６（ａ））では、ＤＣ段差が短時間かつスムースに吸収される。
【００８０】
また、領域判定回路５１は、補間ヘッダ領域検出信号の立ち上がりから所定の時間遅延させて、３発の領域切替信号を生成している。この時、１発目、２発目をヘッダ領域切替信号（図６（ｄ））、３発目をデータ領域切替信号（図６（ｅ））とし、両者を合わせて領域切替信号として図４中の各ブロックに送信している。この領域切替信号によって図４の各部はリライタブル領域であるデータ領域とエンボス領域であるヘッダ領域とを弁別することが可能となる。
【００８１】
以下、領域切替信号に基づいて切換えられる各部の再生復号処理の詳細について説明する。
【００８２】
（３）オフセット制御回路、アシンメトリ制御回路、及び等化係数学習回路
図７は、オフセット制御回路１５の細部構成例を示す図である。オフセット制御回路１５は、再生信号のデューティ比をデューティ比検波器１５１で検出し、デューティ比が一定、例えば５０％、となるようにフィードバックループで入力信号のオフセット量（フィルタ値）を加算器１５４で加減算することで調整している。
【００８３】
フィードバックループにはオフセット調整用の制御フィルタ１５２が設けられており、レジスタ等で構成される遅延素子１５３に格納されるオフセット量（フィルタ値）がクロック毎に更新されている。
【００８４】
ヘッダ領域とデータ領域とでは、オフセット制御回路１５の入力信号は異なるため、遅延素子１５３のオフセット量（フィルタ値）の初期値は、互いの切替時に設定しなおしており、この初期値の設定は領域切替信号に基づいて行われる。
【００８５】
夫々の初期値は、予め定められた固定値を用いてもよいし、前回の各処理の終了時のオフセット量（フィルタ値）を適宜のメモリの保存しておき、これを夫々の初期値として用いる形態でもよい。
【００８６】
図８は、アシンメトリ制御回路１６の細部構成例を示す図である。アシンメトリ制御回路１６は、再生信号の例えば平均値を平均値検波器１６１で検出し、平均値がゼロに近づくようにフィードバックループで入力信号の信号波形の非対称性をアシンメトリ除去回路１６４で除去している。例えば、平均値が負の場合には、入力波形の負の部分の振幅が小さくなるような係数を乗算することで、正と負の波形が対称になるように調整している。
【００８７】
フィードバックループにはアシンメトリ調整用の制御フィルタ１６２が設けられており、オフセット制御回路１５と同様にレジスタ等で構成される遅延素子１６３に格納される調整値（フィルタ値）がクロック毎に更新されている。
【００８８】
この場合にも、ヘッダ領域とデータ領域とではアシンメトリ制御回路１６の入力信号は異なるため、遅延素子１６３の調整値（フィルタ値）の初期値は、互いの切替時に設定しなおしており、この初期値の設定は領域切替信号に基づいて行われる。
【００８９】
夫々の初期値は、予め定められた固定値を用いてもよいし、前回の各処理の終了時の調整値（フィルタ値）を適宜のメモリの保存しておき、これを夫々の初期値として用いる形態でもよい。
【００９０】
リミットイコライザ／適応等化器２２の等化係数学習回路２２においても類似の制御フィルタが用いられており、フィルタ値がクロック毎に更新されている。具体的には、フィルタ係数c1, c2, c3が夫々のレジスタ２０９、２１０、２１１内で更新されている。これらのフィルタ値も、ヘッダ領域からデータ領域に切り換わり適応等化処理が開始されるときにはその初期値を設定する必要がある。設定のタイミングとして領域切替信号が用いられる。この場合にも初期値としては、所定の固定値でもよいし、前回の適応等化処理の最後の値を初期値として用いてもよい。
【００９１】
（４）リミットイコライザ／適応等化器
図９は、本実施形態に係るリミットイコライザ／適応等化器２２の細部構成例を示す図であり、特にこのうち、リミッタ付ＦＩＲフィルタ２３の構成を例示する図である。リミッタ付ＦＩＲフィルタ２３は、振幅制限リミッタ２３１、スイッチ２３２、及びデジタルフィルタ本体２３３で構成されている。
【００９２】
デジタルフィルタ本体２３３は転置型で構成しており、この構成によってリミットイコライザとしてのフィルタと適応等化器としてのフィルタを同じ回路構成で実現している。一般にデジタルフィルタの構成として、乗算器の入力側に遅延回路を設ける標準型（図５に示した構成）と、乗算器の出力側に遅延回路を設ける転置型とがあるが、両者の間には等化な変換が可能である。
【００９３】
データ領域を再生するときには、スイッチ２３２は入力Ｂを選択する。この選択によって入力信号は直接デジタルフィルタ本体２３３に入力される。また、このとき各乗算器の係数は、等化学習回路２２から出力される値を用いる。
【００９４】
一方、ヘッダ領域を再生するときには、スイッチ２３２は入力Ａを選択する。この選択によって、振幅制限リミッタ２３１で振幅がリミットされた信号がデジタルフィルタ本体２３３に入力される。但し、デジタルフィルタ本体２３３の中央のタップにだけは振幅制限されていない入力信号がそのまま入力される。各乗算器の係数は、予め設定されているリミットイコライザ用の係数に切り替えられる。
【００９５】
リミットイコライザ自体は、公知の技術であり詳細な説明は省略するが、高域ブースト用デジタルフィルタの前段にリミッタを設けた図９の構成により、ノイズによるジッタを増加させることなく３Ｔ等の高域信号振幅をブーストでき、デジタルスライス方式に有効な方式である。
【００９６】
図１０は、リミットイコライザの効果を示す図である。図１０（ａ）はリミッタがない場合（高域ブーストフィルタのみ）の再生信号のアイパターンであり、図１０（ｂ）がその振幅ヒストグラムである。
【００９７】
一方、図１０（ｃ）は、本実施形態に係るリミッタ付きイコライザを用いたときの再生信号のアイパターンであり、図１０（ｄ）がその振幅ヒストグラムである。
【００９８】
これらの図からわかるように、リミッタ付きイコライザとして構成することにより、ジッタが低減され、デジタルスライス方式に有効であることがわかる。
【００９９】
このように、リミッタ付ＦＩＲフィルタ２３では、同じ回路構成をとりつつも、ヘッダ領域の再生ではデジタルスライス方式に適したリミッタ付きイコライザとして機能させ、データ領域の再生ではＰＲＭＬ方式に適した適応等化フィルタとして機能させている。
【０１００】
（５）スライサ／ビタビ復号回路
スライサ／ビタビ復号回路２６においても、領域切替信号によって、ヘッダ領域の復号方式とデータ領域の復号方式とを切換えている。
【０１０１】
データ領域の復号にはＰＲＭＬ方式に対応したビタビ復号処理を行っている。ビタビ復号処理自体は公知技術であり、説明は省略する。
【０１０２】
ヘッダ領域の復号にはデジタルスライス方式を用いており、例えば振幅がゼロ点より大きいか小さいかによって「１」と「０」を判断しバイナリデータを得ている。本実施形態では、このバイナリデータ出力に対してさらにランレングス制限に基づく補正処理を行っており、この補正処理によって誤り率を向上させている。
【０１０３】
ＤＶＤ−ＲＡＭでは、３Ｔ系符号の８／１６変調方式が採用されているため、２Ｔ以下の信号は発生しないはずである。この条件に基づき、スライスによって２値化したデータに１Ｔや２Ｔが生じた場合にはこれらを強制的に３Ｔに補正する処理を行なっている。
【０１０４】
図１１は、スライサ／ビタビ復号回路２６をデジタルスライス方式として機能させるときの構成例を示したものであり、スライス処理とランレングス制限に基づく補正処理を含めた機能を実現する構成となっている。
【０１０５】
図１２は、図１１中に示したＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの各点における波形を例示したものである。本例では、３Ｔ連続パターンが入力された場合の例を示している。
【０１０６】
図１２（ａ）が３Ｔの連続パターンに対するＦＩＲフィルタ１２の出力の波形Ａであり、スライス前の多値データ波形である。図１２（ｂ）は波形Ａをスライスした後の波形Ｂであり、コンパレータ２６１でゼロと大小比較することで多値データからバイナリデータに変換している。波形Ｂには、ノイズ等に起因するジッタの影響で、本来含まれないはずの１Ｔや２Ｔが含まれている。
【０１０７】
図１１中の１Ｔ補正パルス生成回路２６２では、図１２（ｃ）に示した１Ｔ補正パルス（波形Ｃ）が生成される。スライス後の波形Ｂに含まれる１Ｔを検出し、この１Ｔの中心に対して前後に２つの１Ｔを発生して１Ｔ補正パルスの波形Ｃを生成している。
【０１０８】
２Ｔ補正パルス生成回路２６２では、図１２（ｄ）に示した２Ｔ補正パルス（波形Ｄ）が生成される。２Ｔの場合、その前側か後側のいずれかに１Ｔを付加して強制的に３Ｔとするが、このとき入力信号の振幅情報に基づいてより確からいし側を推定している。この推定を前縁後縁判断回路２６４で行なっており、その結果によってスイッチ２６５を切換えている。
【０１０９】
１Ｔ補正パルス（波形Ｃ）と２Ｔ補正パルス（波形Ｄ）とをＯＲ回路２６６でＯＲをとり、その後、この信号と補正前の波形ＢとをＸＯＲ回路２６７で排他的ＯＲをとり、図１２（ｅ）に示した補正後の波形Ｅを得ている。
【０１１０】
補正後の波形Ｅでは、１Ｔや２Ｔの誤った検出がすべて排除され、３Ｔの連続パターンが得られている。
【０１１１】
このように、本実施形態に係るスライサ／ビタビ復号回路２６では、ランレングス制限に基づく補正を行なうことで、デジタルスライス方式に対しても誤検出を低減している。
【０１１２】
（６）位相比較器等
ビタビ復号処理によって多値データからバイナリデータを得る場合と、デジタルスライス処理によって多値データからバイナリデータを得る場合とで、多値データのサンプリング点の位相を半クロックシフトさせなければならない場合がある。
【０１１３】
図１３は、パーシャルレスポンスのクラスがＰＲ（３４４３）のときの４Ｔパターンをサンプリング点（○印で示す）と共に示した図である。
【０１１４】
この場合、ビタビ復号処理では４Ｔパターンのサンプリング点が図１３（ａ）に示したようにゼロ点をクロスするようにサンプリングされることを想定している。
【０１１５】
一方、デジタルスライス処理では、４Ｔパターンのサンプリング点が図１３（ｂ）に示したようにゼロ点を挟んで対称となるようにサンプリングされることを想定している。
【０１１６】
つまり、ビタビ復号処理とデジタルスライス処理とでは、夫々期待するサンプリング点の位相が半クロックだけシフトしている。
【０１１７】
このため、デジタルスライス方式を用いるヘッダ領域の再生復号処理と、ＰＲＭＬ方式を用いるデータ領域の再生復号処理とを切換える際には、サンプリング点の位相を半クロックだけシフトさせる必要がある。
【０１１８】
これを実現するためには、位相比較器１８における位相検出方法を切換えればよい。例えば、ゼロ点を位相安定点として制御するゼロクロス型位相比較器(以下、ＺＰＤという)から、非ゼロクロス型位相比較器(以下、ＮＺＰＤという)方式に切り替えることによって、ＡＤ変換部１４のサンプリング点の位相を半クロック（０．５Ｔ）だけシフトさせることができる。この問題を解決することができる。
【０１１９】
この他、リミッタ付ＦＩＲフィルタ２３におけるＦＩＲフィルタのタップ数を奇数タップから偶数タップに切り替えることでも、サンプリング点の位相を半クロックだけシフトさすることができる。即ち、奇数タップでは位相安定点はそのまま保存されるが、偶数タップの場合は位相が半クロック（０．５Ｔ）ずれる。この場合には、位相比較器１８の位相検出方法を切換える必要なく、例えばＺＰＤの構成のままでよい。
【０１２０】
以上説明してきたように、本実施形態に係る光ディスク記録再生装置１、及び光ディスク記録再生方法によれば、記録可能領域であるデータ領域と、そのアドレス情報が事前にエンボスで記録されているヘッダ領域とが存在する光ディスクに対して、基本的な構成を変更することなく、データ領域とヘッダ領域の双方の記録データを高品質で再生することができる。
【０１２１】
なお、本発明は上記の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わせにより、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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】ＤＶＤ−ＲＡＭの物理構造を模式的に示す図。
【図２】ＤＶＤ−ＲＡＭのデータ構造を模式的に示す図。
【図３】ＤＶＤ−ＲＡＭの再生信号の信号強度を模式的に示す図。
【図４】本発明の一実施形態に係る光ディスク記録再生装置の構成例を示す図。
【図５】適応等価器の動作原理の説明図。
【図６】ヘッダ領域の検出に基づく各種切替信号の一例を示す図。
【図７】オフセット制御回路の細部構成例を示すと共に、制御フィルタのフィルタ値の切換えを説明する図。
【図８】アシンメトリ制御回路の細部構成例を示すと共に、制御フィルタのフィルタ値の切換えを説明する図。
【図９】リミットイコライザ／適応等化器の細部構成例を示すと共に、ヘッダ領域とデータ領域での再生復号処理の切換えを説明する図。
【図１０】リミットイコライザのジッタ低減の効果を例示する図。
【図１１】スライサ／ビタビ復号回路において、ランレングス制限に基づく補正機能付きデジタルスライサとして機能させるときの構成例を示す図。
【図１２】ランレングス制限に基づく補正機能を説明する図。
【図１３】ＰＲＭＬ方式とデジタルスライス方式とでサンプリング点の位相が半クロックずれることを説明する図。
【符号の説明】
【０１２３】
１ 光ディスク記録再生装置
１３ ＡＣカップリング回路
１４ ＡＤ変換部
１５ オフセット制御回路
１６ アシンメトリ制御回路
１７ ＰＬＬ部
１８ 位相比較器
１９ 周波数比較器
２１ ＶＣＯ
２２ リミットイコライザ／適応等化器
２３ リミッタ付ＦＩＲフィルタ
２５ 再生復号部
２６ スライサ／ビタビ復号回路
２７ 同期復調回路
５０ ヘッダ領域検出回路
５１ 領域判定回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録可能領域であるデータ領域と、前記データ領域のアドレス情報が予めエンボスで記録されているヘッダ領域とを有する光ディスクに対して記録再生を行う光ディスク記録再生装置において、
前記光ディスクの再生信号から前記データ領域と前記ヘッダ領域とを判定する領域判定部と、
前記再生信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
前記ＡＤ変換部から出力される前記デジタル信号から、前記データ領域及び前記ヘッダ領域の情報を読み取る再生復号部と、
を備え、
前記再生復号部は、
前記データ領域を再生するときには、前記再生復号部にて第１の再生復号処理を行い、前記ヘッダ領域を再生するときは、前記再生復号部の基本構成を変えることなく第２の再生復号処理を行う、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項２】
前記第１の再生復号処理は、ＰＲＭＬ方式による再生復号処理であり、
前記第２の再生復号処理は、デジタルスライス方式による再生復号処理である、
ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項３】
前記再生復号部は、デジタルフィルタ部を有しており、
前記デジタルフィルタ部は、
前記第１の再生復号処理を行うときには、適応等化フィルタとして動作し、
前記第２の再生復号処理を行うときには、リミットイコライザとして動作する、
ことを特徴とする請求項２に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項４】
前記再生復号部は、多値のデジタル信号からバイナリデータに変換する復号部を有しており、
前記復号部は、
前記第１の再生復号処理を行うときは、ビタビ復号に基づく変換を行い、
前記第２の再生復号処理を行うときは、スライス処理に基づく変換を行うと共に変換した結果に対してランレングス制約に基づく補正を行う、
ことを特徴とする請求項２に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項５】
前記再生復号部は、フェーズロックループ処理用の位相比較器を有しており、
前記第１の再生復号処理を行うときと前記第２の再生復号処理を行うときとで、前記位相比較器に入力される信号のサンプリング位置を半クロックだけシフトさせる、
ことを特徴とする請求項２に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項６】
前記第１の再生復号処理を行うときと前記第２の再生復号処理を行うときとで、前記デジタルフィルタ部のタップ数が奇数の場合は偶数に、偶数の場合は奇数に切換える、
ことを特徴とする請求項３に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項７】
前記再生復号部は、制御フィルタを有しており、
前記第１の再生復号処理を行うときと前記第２の再生復号処理を行うときとで、前記制御フィルタのフィルタ値を切換える、
ことを特徴とする、
請求項１に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項８】
前記制御フィルタは、前記第１の再生復号処理用の第１の初期値と、前記第２の再生復号処理用の第２の初期値とを有し、
前記第１の再生復号処理を行うときには、前記フィルタ値に前記第１の初期値を設定し、
前記第２の再生復号処理を行うときには、前記フィルタ値に前記第２の初期値を設定する、
ことを特徴とする請求項７に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項９】
前記制御フィルタは、
前記第１の再生復号処理を行うときには、そのフィルタ値の初期値として前回の第１の再生復号処理時の値を使用し、
前記第２の再生復号処理を行うときには、そのフィルタ値の初期値として前回の第２の再生復号処理時の値を使用する、
ことを特徴とする請求項７に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項１０】
記録可能領域であるデータ領域と、前記データ領域のアドレス情報が予めエンボスで記録されているヘッダ領域とを有する光ディスクに対して記録再生を行う光ディスク記録再生方法において、
（ａ）前記光ディスクの再生信号から前記データ領域と前記ヘッダ領域とを判定し、
（ｂ）前記再生信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、
（ｃ）前記ＡＤ変換部から出力される前記デジタル信号から前記データ領域及び前記ヘッダ領域の情報を読み取る、
ステップを備え、
ステップ（ｃ）では、
前記データ領域を再生するときには、ＰＲＭＬ方式による再生を行い、前記ヘッダ領域を再生するときは、デジタルスライス方式による再生を行う、
ことを特徴とする光ディスク記録再生方法。
【請求項１】
記録可能領域であるデータ領域と、前記データ領域のアドレス情報が予めエンボスで記録されているヘッダ領域とを有する光ディスクに対して記録再生を行う光ディスク記録再生装置において、
前記光ディスクの再生信号から前記データ領域と前記ヘッダ領域とを判定する領域判定部と、
前記再生信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
前記ＡＤ変換部から出力される前記デジタル信号から、前記データ領域及び前記ヘッダ領域の情報を読み取る再生復号部と、
を備え、
前記再生復号部は、
前記データ領域を再生するときには、前記再生復号部にて第１の再生復号処理を行い、前記ヘッダ領域を再生するときは、前記再生復号部の基本構成を変えることなく第２の再生復号処理を行う、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項２】
前記第１の再生復号処理は、ＰＲＭＬ方式による再生復号処理であり、
前記第２の再生復号処理は、デジタルスライス方式による再生復号処理である、
ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項３】
前記再生復号部は、デジタルフィルタ部を有しており、
前記デジタルフィルタ部は、
前記第１の再生復号処理を行うときには、適応等化フィルタとして動作し、
前記第２の再生復号処理を行うときには、リミットイコライザとして動作する、
ことを特徴とする請求項２に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項４】
前記再生復号部は、多値のデジタル信号からバイナリデータに変換する復号部を有しており、
前記復号部は、
前記第１の再生復号処理を行うときは、ビタビ復号に基づく変換を行い、
前記第２の再生復号処理を行うときは、スライス処理に基づく変換を行うと共に変換した結果に対してランレングス制約に基づく補正を行う、
ことを特徴とする請求項２に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項５】
前記再生復号部は、フェーズロックループ処理用の位相比較器を有しており、
前記第１の再生復号処理を行うときと前記第２の再生復号処理を行うときとで、前記位相比較器に入力される信号のサンプリング位置を半クロックだけシフトさせる、
ことを特徴とする請求項２に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項６】
前記第１の再生復号処理を行うときと前記第２の再生復号処理を行うときとで、前記デジタルフィルタ部のタップ数が奇数の場合は偶数に、偶数の場合は奇数に切換える、
ことを特徴とする請求項３に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項７】
前記再生復号部は、制御フィルタを有しており、
前記第１の再生復号処理を行うときと前記第２の再生復号処理を行うときとで、前記制御フィルタのフィルタ値を切換える、
ことを特徴とする、
請求項１に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項８】
前記制御フィルタは、前記第１の再生復号処理用の第１の初期値と、前記第２の再生復号処理用の第２の初期値とを有し、
前記第１の再生復号処理を行うときには、前記フィルタ値に前記第１の初期値を設定し、
前記第２の再生復号処理を行うときには、前記フィルタ値に前記第２の初期値を設定する、
ことを特徴とする請求項７に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項９】
前記制御フィルタは、
前記第１の再生復号処理を行うときには、そのフィルタ値の初期値として前回の第１の再生復号処理時の値を使用し、
前記第２の再生復号処理を行うときには、そのフィルタ値の初期値として前回の第２の再生復号処理時の値を使用する、
ことを特徴とする請求項７に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項１０】
記録可能領域であるデータ領域と、前記データ領域のアドレス情報が予めエンボスで記録されているヘッダ領域とを有する光ディスクに対して記録再生を行う光ディスク記録再生方法において、
（ａ）前記光ディスクの再生信号から前記データ領域と前記ヘッダ領域とを判定し、
（ｂ）前記再生信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、
（ｃ）前記ＡＤ変換部から出力される前記デジタル信号から前記データ領域及び前記ヘッダ領域の情報を読み取る、
ステップを備え、
ステップ（ｃ）では、
前記データ領域を再生するときには、ＰＲＭＬ方式による再生を行い、前記ヘッダ領域を再生するときは、デジタルスライス方式による再生を行う、
ことを特徴とする光ディスク記録再生方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−１５９２３０（Ｐ２００８−１５９２３０Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５０２７４（Ｐ２００６−３５０２７４）
【出願日】平成１８年１２月２６日（２００６．１２．２６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２６日（２００６．１２．２６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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