情報再生装置および情報再生方法
【課題】再生性能を落とすことなく高倍速再生が可能な情報再生装置を提供する。
【解決手段】情報再生装置は、デジタル変換部、等化器、補間器、最尤検出器、ＰＬＬ部を具備する。デジタル変換部は最小ラン長が１のラン長制限符号により情報が記録されている光ディスク媒体から読み出す読み出し信号をデジタル信号に変換し、チャネル周波数のＮ／Ｍ倍の第１クロックに同期して出力する。Ｎは２以上の整数、ＭはＮ／Ｍ＞０．５を満たす整数。等化器は第１クロックに同期してデジタル信号をＰＲ特性に等化する。補間器は等化器から出力されるＮ個の入力データに基づいてＭ個の出力データに変換し、チャネル周波数の１／Ｍ倍の第２クロックに同期して出力データを出力する。最尤検出器は補間器から出力される出力データに基づいてＭビットの検出情報に変換し、第２クロックに同期して検出情報を出力する。ＰＬＬ部は第１クロックと第２クロックとを生成する。
【解決手段】情報再生装置は、デジタル変換部、等化器、補間器、最尤検出器、ＰＬＬ部を具備する。デジタル変換部は最小ラン長が１のラン長制限符号により情報が記録されている光ディスク媒体から読み出す読み出し信号をデジタル信号に変換し、チャネル周波数のＮ／Ｍ倍の第１クロックに同期して出力する。Ｎは２以上の整数、ＭはＮ／Ｍ＞０．５を満たす整数。等化器は第１クロックに同期してデジタル信号をＰＲ特性に等化する。補間器は等化器から出力されるＮ個の入力データに基づいてＭ個の出力データに変換し、チャネル周波数の１／Ｍ倍の第２クロックに同期して出力データを出力する。最尤検出器は補間器から出力される出力データに基づいてＭビットの検出情報に変換し、第２クロックに同期して検出情報を出力する。ＰＬＬ部は第１クロックと第２クロックとを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等の情報再生装置およびその情報再生方法に関し、特に高記録密度で記録された情報を最尤検出する情報再生装置およびその情報再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のマルチメディア化の進展により、映像情報を含む大量の情報を処理する必要がある。さらに、これらの情報を記録するストレージ装置の大容量化が必要であり、特に高画質の映像情報のストレージ分野では現状のＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）以上の容量が望まれている。しかし、光ディスク装置あるいはハードディスク装置の記憶容量を増加させるためには記録密度を上げる必要があり、これに伴い、エラーレートの低減、信頼性の確保が重要課題となっている。このような課題に対して、光ディスクでは大別して媒体組成アプローチ、光学的アプローチ、信号処理的アプローチの３種類の方向で検討がなされてきた。以下では主に信号処理的アプローチに関して説明する。
【０００３】
光ディスクは、光学素子により集光されたレーザビームをディスク媒体上に照射し、反射光の明暗あるいは偏光により情報を検出する。集光されたビームスポットは有限であり、径が小さいほど高密度の記録再生が可能である。そのため、このビームスポットを小さくする光学的なアプローチが進められてきている。スポット径は、対物レンズの開口数ＮＡ（Ｎａｔｕｒａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）に逆比例し、レーザビーム波長λに比例する。従って、開口数ＮＡを大きくし、波長λを小さくすることによりスポット径を小さくすることが可能である。しかし、開口数ＮＡを大きくすると焦点深度が浅くなり、ディスク面とレンズとの距離を狭める必要があるため限界がある。また、短波長レーザは、高出力発振の安定性、長寿命化等が課題であるが、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）では赤外レーザ（λ＝７８０ｎｍ）、ＤＶＤでは赤色レーザ（λ＝６５０ｎｍ）、次世代ＤＶＤでは青色レーザ（λ＝４０５ｎｍ）と、短波長化は徐々に進んでいる。
【０００４】
ところで、光ヘッド・ディスク媒体間の伝送路周波数特性は、有限なビームスポットのため、高域のゲインが低下するＬＰＦ（Ｌｏｗ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）の形となる。従って、矩形波を記録しても波形が鈍ってしまう。記録密度を高くすると、特定の時刻で読み出すべき波形が他の時刻の波形と干渉する。これを符号間干渉と呼ぶ。この符号間干渉のため、ある長さ以下の短い記録マークの再生が困難となる。逆に、記録マークが長い場合には、同期クロック抽出用の位相情報出力頻度の低下が同期外れの原因となるため、ある長さ以下に制限する必要がある。
【０００５】
以上の理由により、信号処理的なアプローチとして、光ディスクへの記録データは記録符号化されている。特に、符号の反転距離を制限したＲＬＬ符号（Ｒｕｎ Ｌｅｎｇｔｈ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｄｅ）が用いられることが多く、ＥＴＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ Ｔｗｅｌｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、ＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ Ｆｏｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、（１，７）ＲＬＬ、８／１６符号などが使われている。このうち、ＣＤで用いられるＥＦＭ変調符号及びＤＶＤで採用された８／１６変調符号の最小ラン長は、２（ｄ＝２）であり、（１，７）ＲＬＬ、ＥＴＭ変調符号の最小ラン長は１である。ＥＴＭは、非特許文献１にその記述があるように、（１，１０）ＲＬＬ符号である。ＥＴＭの符号化率は、（１，７）ＲＬＬと同様に２／３であるが、最短マークの連続数の制限とＤＣ成分圧縮性能に特徴がある。
【０００６】
また、波形等化と呼ばれる技術がある。これは符号間干渉を取り除くような逆フィルタを挿入することにより誤り率を低下させるものである。この波形等化は、再生信号の高帯域成分を強調するため、符号間干渉を抑えられるが、ノイズの高域成分も強調することになる。したがって、波形等化は、再生信号のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｓｅ Ｒａｔｉｏ）を劣化させる場合がある。特に、記録密度を上げた時には、この波形等化によるＳＮＲの劣化が検出データの誤りの主要因となる。ＰＲ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）等化は、既知の符号間干渉を故意に起こすような波形等化の１方式である。ＰＲ等化は、通常、高域成分を強調することがないため、ＳＮＲの悪化を抑えることができる。
【０００７】
一方、検出方式として有効なものとして最尤検出方式がある。この方式は、ある状態遷移をすることが分かっているデータ列に対して、考えられる全ての時系列パタンの中から誤差の二乗平均が最小になるものを選択することにより、検出性能を上げる方式である。ただし、実際の回路上で上述の処理を行うことは、回路規模および動作速度の点で困難であるため、通常は、ビタビアルゴリズムと呼ばれるアルゴリズムを用いてパスの選択を漸化的に行うことにより実現している。この検出方式は、ビタビ検出と呼ばれる。
【０００８】
前述のＰＲ等化にビタビ検出を組み合わせた検出方式は、ＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）方式と呼ばれ、一種の誤り訂正を行いながらデータを検出できる。ＰＲ等化により再生信号は時間方向に相関を持たされている。このため、再生信号をサンプリングしたデータ系列には特定の状態遷移しか現れなくなる。限られた状態遷移と、ノイズを含む実際の再生信号のデータ系列とを比較し、最も確からしい状態遷移を選ぶことにより、検出データの誤りを低減できる。ＥＴＭ符号とＰＲ（１，２，２，２，１）チャネルとを用いたＰＲＭＬ検出方式は、非特許文献２にその記述があり、高密度記録再生時に広い検出マージンを得ることが可能である。
【０００９】
ビタビ検出により検出性能を上げるためには、再生チャネルの周波数特性を特定のＰＲ等化特性に一致させる必要がある。その場合、再生チャネルになるべく近いＰＲ等化特性が選ばれるが、一般には波形等化器によって周波数特性が補正され、できるだけ所定のＰＲ特性に等しくなるようになされている。
【００１０】
信号の経時劣化を適応的に補正して検出性能を高める技術として、自動等化あるいは適応等化方式がある。逐次型の適応等化アルゴリズムは、非特許文献３に記載されているが、特に、Ｚｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ法、Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ法などが一般的である。適応等化技術は、装置の初期調整が不要となる等その効果は大きい。
【００１１】
さて、ＰＲＭＬでは振幅情報を使うため、チャネルクロックで動作する８ビット幅程度のＡＤ変換器が必要である。また、ＰＲチャネルに等化するための等化器がＦＩＲフィルタで構成される場合、乗算器と加算器とを備える１０次程度のＦＩＲフィルタが必要である。さらに、ＦＩＲフィルタのタップ係数分の相関器を備えるタップ係数コントローラが必要である。
【００１２】
しかし、再生回路系の動作速度は、近年、高倍速再生の要求に呼応して高速化している。ＡＤ変換器を高速動作させるためには、その回路規模が大きくなり、同時に消費電力も上昇する。また、ＦＩＲフィルタを高速動作させるためには、乗算器回路規模が大きくなり、同時に消費電力も上昇する。さらに、タップ係数コントローラを高速動作させるためには、相関器中の乗算器および積分器の回路規模が大きくなり、同時に消費電力も上昇する。
【００１３】
したがって、高倍速再生により回路規模および消費電力が増加し、場合によってはビタビ検出器が動作できない場合も考えられる。これは、バッテリー駆動で使用するノート型パーソナルコンピュータ等に搭載する場合に大きなデメリットとなってしまう。
【００１４】
上記の問題を解決するための一手法が特許文献１に開示されている。図１にそのデジタルデータ再生装置の構成図が示される。この方式のデジタルデータ再生装置は、ピックアップ１０１、プリアンプ１０２、波形等化器１０３、ＡＤ変換器（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１０４、ハーフレート処理用オフセット制御部１０５、ハーフレート処理用位相誤差情報検出部１０８、ループフィルタ１０９、クロック生成部１１０、ハーフレート処理用適応等化部１０６、ハーフレート処理用最尤復号部１０７を備える。
【００１５】
光記録媒体１００には、同じ符号が少なくとも３つ以上連続する制約（ｄ≧２）を有する記録符号により、記録情報がデジタル記録されている。このデジタルデータ再生装置は、まず、光記録媒体１００からチャネルビット周波数の半分の周波数をサンプリングクロックとするＡＤ変換器１０４により標本化して再生信号を得る。ハーフレート処理用オフセット制御部１０５は、欠落した時間の再生信号を補間しながらオフセット補正制御を行う。ハーフレート処理用位相誤差情報検出部１０８は、ハーフレート処理用オフセット制御部１０５により得られた再生信号に対して、欠落した時間の位相誤差情報を補間しながら位相同期制御を行う。同時にハーフレート処理用適応等化部１０６は、ハーフレート処理用オフセット制御部１０５により得られた再生信号に対して、パーシャルレスポンス適応等化を行う。そしてハーフレート処理用最尤復号部１０７は、ハーフレート処理用適応等化部１０６により得られたパーシャルレスポンス適応等化信号を用いてパーシャルレスポンスの型に応じて復号を行う。
【００１６】
これにより、従来の半分の周波数で回路系を動作させることが可能となり、再生性能を落とすことなく消費電力を大幅に下げることが可能となる。しかし、この手法は、記録符号の最小ラン長が２であるＣＤやＤＶＤにのみ利用できるものである。最小ラン長が１である符号を用いている場合には再生信号の周波数帯域がより高域まで伸びているため、ハーフレートでサンプリングすると必要な帯域が確保できなくなり、エリアシングの影響で再生性能低下を招いてしまう。青色レーザを用いたＤＶＤの次世代光ディスクは、最小ラン長が１である符号を用いている。また、ＰＲＭＬ検出を前提としている規格も存在しており、チャネルレートは非常に高い。
【００１７】
また、特許文献２には、読み取りヘッドによって記録媒体から読み出されたアナログ再生信号からデジタル記録データの判定を行うデジタル再生信号処理装置が開示されている。このデジタル再生信号処理装置は、ＡＤ変換器と、等化回路と、補間器と、判定器とを備える。ＡＤ変換器は、少なくとも上記アナログ再生信号をデジタル記録チャネルレートより長い周期でサンプリングし、上記デジタル記録チャネルレートより長い周期の低レートデジタル再生信号に変換する。等化回路は、低レートデジタル再生信号を低レートのままデジタルフィルタリングを行い、デジタル等化信号を生成する。補間器は、デジタル等化信号からデジタル記録チャネルレートの再生データを補間する。判定器は、補間されたデータ列から記録されたデータを導出する。ＡＤ変換器でのサンプリングは、記録チャネルレートの半分の周波数であるハーフレートで行い、補間器は、ハーフレートのナイキスト周波数に帯域制限されたハーフレートナイキスト補間を行う。
【００１８】
【特許文献１】特許第３６８８２２５号公報
【特許文献２】特開２００１−１０１７９９号公報
【非特許文献１】Kinji Kayanuma, et al.,「Eight to Twelve Modulation Code for High Density Optical Disk」 International Symposium on Optical Memory 2003, Technical Digest pp.160-161, November 3, 2003
【非特許文献２】小川、本間他著 「ＨＤ ＤＶＤ装置化技術の開発（記録技術）」情報メディア学会技術報告 ITE Technical Report Vol.28, No.43, PP.17-20 MMS2004-38, CE2004-39(Jul.2004)
【非特許文献３】斎藤収三他著 「現代情報通信の基礎」 オーム社 平成４年１２月２０日 ｐｐ．２１２−２１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、再生性能を落とすことなく高倍速再生が可能な情報再生装置および情報再生方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、再生性能を落とすことなく回路規模および消費電力を下げる情報再生装置および情報再生方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、適応等化器の収束を高速化する情報再生装置および情報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】
【００２０】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００２１】
本発明の観点では、情報再生装置は、デジタル変換部（４１）と、等化器（２０／３０）と、補間器（５０）と、最尤検出器（６０）と、ＰＬＬ部（４７）とを具備する。光ディスク媒体（１０）には、最小ラン長が１のラン長制限符号により情報が記録されている。デジタル変換部（４７）は、その光ディスク媒体（１０）から読み出す読み出し信号（ＲＦ）をデジタル信号（ｄｒｆ）に変換し、読み出し信号（ｄｒｆ）に含まれるチャネル周波数（ｆｃｈ）のＮ／Ｍ倍の周波数の第１クロック（ｃｌｋ１）に同期して出力する。このとき、Ｎを２以上の整数とし、ＭをＮ／Ｍ＞０．５を満たす整数とする。等化器（２０／３０）は、第１クロック（ｃｌｋ１）に同期してデジタル信号（ｄｒｆ）を予め指定されたパーシャルレスポンス（ＰＲ）特性に等化する。補間器（５０）は、等化器（２０／３０）から出力されるＮ個の入力データ（ｘ）に基づいてＭ個の出力データ（ｙ）に変換し、チャネル周波数（ｆｃｈ）の１／Ｍ倍の周波数の第２クロック（ｃｌｋ２）に同期して出力データ（ｙ）を出力する。最尤検出器（６０）は、補間器（５０）から出力される出力データ（ｙ）に基づいてＭビットの検出情報（ＭＢ）に変換し、第２クロック（ｃｌｋ２）に同期して検出情報（ＭＢ）を出力する。ＰＬＬ部（４７）は、読み出し信号（ＲＦ）に基づいて第１クロック（ｃｌｋ１）と第２クロック（ｃｌｋ２）とを生成する。
【００２２】
本発明の補間器（５０）は、入力データをＮ個並列に入力し（ｘ１〜ｘＮ）、出力データをＭ個並列に出力する（ｙ１〜ｙＭ）。また、最尤検出器（６０）は、検出情報をＭビット並列に出力する。
【００２３】
本発明の等化器（２０／３０）は、ＦＩＲフィルタ（２０）と、係数コントローラ（３０）とを備える。ＦＩＲフィルタ（２０）は、タップ係数を設定変更することが可能なフィルタであり、第１クロック（ｃｌｋ１）に同期して動作する。係数コントローラ（３０）は、検出情報（ＭＢ）と、ＦＩＲフィルタの出力とに基づいて生成される等化誤差が最小になるようにタップ係数を設定する。係数コントローラ（３０）は、そのタップ係数を第２クロック（ｃｌｋ２）に同期して設定する。上記のＮは２、Ｍは３であることが好ましい。
【００２４】
本発明の他の観点では、情報再生装置は、デジタル変換部（４１）と、ＰＬＬ部（４８）と、等化器（２０／３０）と、補間器（５１）と、最尤検出器（６１）と、情報検出器（６２）とを具備する。ここで、Ｎ１を２以上の整数とし、Ｍ１をＮ１／Ｍ１＞０．５を満たす整数とし、Ｎ２を１以上の整数とし、Ｍ２をＮ２＜Ｍ２かつＮ２×Ｍ１＜Ｍ２×Ｎを満たす整数とする。デジタル変換部（４１）は、ラン長制限符号により記録された光ディスク媒体（１０）から読み出す読み出し信号（ＲＦ）をデジタル信号（ｄｒｆ）に変換し、サンプリングクロック（ｃｌｋ１）に同期してデジタル信号（ｄｒｆ）を出力する。ＰＬＬ部（４８）は、デジタル信号（ｄｒｆ）に基づいて、第１クロック（ｃｌｋ１１）と、第２クロック（ｃｌｋ２１）と、第３クロック（ｃｌｋ１２）と、第４クロック（ｃｌｋ２２）とを生成する。第１クロック（ｃｌｋ１１）の周波数は、読み出し信号のチャネル周波数のＮ１／Ｍ１倍とする。第２クロック（ｃｌｋ２１）の周波数は、チャネル周波数の１／Ｍ１倍とする。第３クロックの周波数（ｃｌｋ１２）は、チャネル周波数のＮ２／Ｍ２倍とする。第４クロック（ｃｌｋ２２）の周波数は、チャネル周波数の１／Ｍ２倍とする。サンプリングクロック（ｃｌｋ１）は、最小ラン長が１のラン長制限符号で記録されている光ディスク媒体（１０）から読み出し信号を読み出すとき、第１クロック（ｃｌｋ１１）であり、最小ラン長が２のラン長制限符号で記録されている光ディスク媒体（１０）から読み出し信号を読み出すとき、第３クロック（ｃｌｋ１２）である。等化器（２０／３０）は、デジタル信号（ｄｒｆ）を予め指定されたパーシャルレスポンス特性に等化された等化信号（ｘ）をサンプリングクロック（ｃｌｋ１）に同期して出力する。補間器（５１）は、等化信号（ｘ）をＮ１相並列に入力し、チャネル周波数（ｆｃｈ）の周期毎の補間信号（ｙ）に補間してＭ１相並列に出力する。補間信号（ｙ）は、第２クロック（ｃｌｋ２１）に同期して出力される。最尤検出器（６１）は、補間信号に基づいて、最も確からしい状態遷移を選択して第１データ列（Ｍ１）を検出し、第１データ列（Ｍ１）を第２クロック（ｃｌｋ２１）の周期毎に検出情報（ＭＢ）としてＭ１ビット並列に出力する。情報検出器（６２）は、等化信号をＮ２相並列に入力して第２データ列（Ｍ２）を検出し、第２データ列（Ｍ２）を第４クロック（ｃｌｋ２２）の周期毎に検出情報（ＭＢ）としてＭ２ビット並列に出力する。
【００２５】
本発明の等化器（２０／３０）は、サンプリングクロック（ｃｌｋ１）に基づいて動作し、補間器（５１）と最尤検出器（６１）とは、第２クロック（ｃｌｋ２１）に同期して動作し、情報検出器（６２）は、第４クロック（ｃｌｋ２２）に同期して動作することが好ましい。
【００２６】
また、本発明の情報再生装置は、第１データ列（Ｍ１）または第２データ列（Ｍ２）を選択して検出情報（ＭＢ）として出力するセレクタ（８３）をさらに具備する。等化器（２０／３０）は、タップ係数を変更設定可能なＦＩＲフィルタ（２０）と、検出情報（ＭＢ）とＦＩＲフィルタ（２０）の出力とに基づいて生成される等化誤差が最小になるようにタップ係数を設定する係数コントローラ（３０）とを備える。光ディスク媒体（１０）に記録したときのラン長制限符号の最小ラン長が１のとき、セレクタ（８３）は検出情報（ＭＢ）として第１データ列（Ｍ１）を選択して出力し、ＦＩＲフィルタ（２０）は第１クロック（ｃｌｋ１１）に同期して動作し、係数コントローラ（３０）は第２クロック（ｃｌｋ２１）に同期して動作する。最小ラン長が２のとき、セレクタ（８３）は検出情報（ＭＢ）として第２データ列（Ｍ２）を選択して出力し、ＦＩＲフィルタ（２０）は第３クロック（ｃｌｋ１２）に同期して動作し、係数コントローラ（３０）は第４クロック（ｃｌｋ２２）に同期して動作する。上記のＮ１は２、Ｍ１は３、Ｎ２は１、Ｍ２は２であることが好ましい。
【００２７】
また、本発明の他の観点では、情報再生装置は、デジタル変換部（４１／２０／３０）と、補間部（５０）と、最尤検出部（６０）とを具備する。ここで、Ｎを２以上の整数とし、ＭをＮ／Ｍ＞０．５を満たす整数とする。光ディスク媒体（１０）は、最小ラン長１のラン長制限符号により情報が記録されている。デジタル変換部（４１／２０／３０）は、光ディスク媒体（１０）から再生され、限られた状態遷移をするデータ列を含む読み出し信号（ＲＦ）をデジタル信号（ｄｒｆ）に変換し、入力データ列（ｘ）を生成する。補間部（５０）は、入力データ列（ｘ）のうちのＮ個の入力データ（ｘ１〜ｘＮ）に基づいて補間し、Ｍ個の補間データ（ｙ１〜ｙＭ）を出力する。最尤検出部（６０）は、補間データ（ｙ１〜ｙＭ）に基づいて、最も確からしい状態遷移を選択してデータ列（ＭＢ）を検出する。
【００２８】
本発明の情報再生装置は、さらに、ＰＬＬ部（４７）を具備する。ＰＬＬ部（４７）は、読み出し信号（ＲＦ）に含まれるチャネル周波数（ｆｃｈ）のＮ／Ｍ倍の周波数の第１クロック（ｃｌｋ１）と、１／Ｍ倍の周波数の第２クロック（ｃｌｋ２）とを生成する。デジタル変換部（４１／２０／３０）は、第１クロック（ｃｌｋ１）に同期して入力データ（ｘ）を補間部（５０）に出力する。補間部（５０）は、第２クロック（ｃｌｋ２）に同期して最尤検出部（６０）に補間データ（ｙ）を出力する。最尤検出部（６０）は、第２クロックに同期して、検出されたデータ列（ＭＢ）を出力する。
【００２９】
本発明のデジタル変換部（４１／２０／３０）は、ＡＤ変換部（４１）と、等化器（２０）とを備える。ＡＤ変換部（４１）は、読み出し信号（ＲＦ）をデジタル信号（ｄｒｆ）に変換する。等化器（２０）は、デジタル信号（ｄｒｆ）を予め指定されたパーシャルレスポンス（ＰＲ）特性に等化する。
【００３０】
さらに、本発明の等化器（２０）は、タップ係数が設定可能であるＦＩＲフィルタ（２０）を含み、デジタル変換部（４１／２０／３０）は、係数コントローラ（３０）をさらに備える。係数コントローラ（３０）は、ＦＩＲフィルタ（２０）のタップ係数を設定する。このＦＩＲフィルタ（２０）は、第１クロック（ｃｌｋ１）に同期して動作し、係数コントローラ（３０）は、第２クロック（ｃｌｋ２）に同期して動作することが好ましい。また、上記のＮ＝２かつＭ＝３であることが好ましい。
【００３１】
さらに、本発明の他の観点では、情報再生方法は、デジタル変換ステップと、等化ステップと、補間ステップと、最尤検出ステップと、クロック生成ステップとを具備する。ここで、Ｎを２以上の整数とし、ＭをＮ／Ｍ＞０．５を満たす整数とする。デジタル変換ステップは、最小ラン長が１のラン長制限符号により記録された光ディスク媒体から読み出す読み出し信号をデジタル信号に変換し、読み出し信号のチャネル周波数のＮ／Ｍ倍の周波数の第１クロック（ｃｌｋ１）に同期して出力するステップを含む。等化ステップは、第１クロック（ｃｌｋ１）に同期してデジタル信号（ｄｒｆ）を予め指定されたパーシャルレスポンス（ＰＲ）特性に等化するステップを含む。補間ステップは、等化ステップにおいて算出されるＮ個の入力データ（ｘ）に基づいてＭ個の出力データ（ｙ）に変換し、チャネル周波数の１／Ｍ倍の周波数の第２クロック（ｃｌｋ２）に同期して出力データ（ｙ）を出力するステップを含む。最尤検出ステップは、補間ステップにおいて出力される出力データ（ｙ）に基づいてＭビットの検出情報（ＭＢ）に変換し、第２クロック（ｃｌｋ２）に同期して検出情報（ＭＢ）を出力するステップを含む。クロック生成ステップは、読み出し信号に基づいて第１クロック（ｃｌｋ１）と第２クロック（ｃｌｋ２）とを生成するステップを含む。
【００３２】
本発明の情報再生方法において、等化ステップは、タップ係数が可変であり、第１クロック（ｃｌｋ１）に同期して動作するＦＩＲフィルタステップと、タップ係数を第２クロックに同期して設定する係数設定ステップとを備える。係数設定ステップは、ＦＩＲフィルタステップにより算出されるフィルタ出力と、検出情報とに基づいて等化誤差を算出する等化誤差算出ステップと、その等化誤差が最小になるようにタップ係数を設定するタップ係数設定ステップとを含む。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、記録符号の最小ラン長が１であっても、再生性能を落とすことなく高倍速再生が可能な情報再生装置および情報再生方法を供給することができる。また、本発明によれば、再生性能を落とすことなく回路規模および消費電力を下げる情報再生装置および情報再生方法を提供することができる。さらに、本発明によれば、適応等化器の収束を高速化する情報再生装置および情報再生方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照して、発明を実施するための最良の形態を説明する。まず、本発明の原理を簡単に説明する。サンプリング定理によると、信号をサンプリング周波数ｆｓでサンプリングすると、ＤＣからナイキスト周波数ｆｎ（サンプリング周波数ｆｓの半分、ｆｎ＝ｆｓ／２）までの帯域が復元できる。しかし、ナイキスト周波数よりも高い周波数領域は、折り返し雑音（エリアシング：ａｌｉａｓｉｎｇ）として、サンプリング後の情報に重畳されてしまうため、再生性能が低下する。
【００３５】
図２は、最小ラン長ｄ＝２のＲＬＬ符号を用いたＤＶＤの再生信号と、最小ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号を用いた次世代ＤＶＤの再生信号の周波数特性を示す図である。ＤＶＤの再生信号は、チャネル周波数ｆｃｈの１／４以上の帯域においてゲインが０に近いため、チャネル周波数ｆｃｈの１／２でサンプリングしても信号劣化はほとんどない。しかし、次世代ＤＶＤの再生信号ではｄ＝１のＲＬＬ符号を用いていることもあり、ｆｃｈ／４近傍では無視できるほどゲインが落ち切っていない。従って、ｆｃｈ／２でサンプリングした場合、本来必要な帯域が再現できないばかりか、エリアシングの影響を受けて信号が劣化し、再生性能が低下してしまうことは明らかである。しかし、サンプリング周波数を少し上げてｆｃｈ・２／３（ナイキスト周波数をｆｃｈ／３）にすると性能劣化が無視できることがわかる。
【００３６】
ところで、最小ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号を用いて記録した情報を再生する場合、ＰＲ（１，２，２，１）等化を行うと、信号は、図３に示されるように、１Ｔ単位（Ｔはチャネルクロック周期）で７本の基準レベルを中心に分布する。しかし、ｆｃｈ・２／３すなわち１．５Ｔ単位でサンプリングすると、図４に示されるように、信号は１５本程度の基準レベルに分布し、かつ状態遷移規則は非常に複雑になる。これは、最尤検出器の回路規模が増大することを意味し、本来の目的に相反することとなる。
【００３７】
そこで、等化器までの処理は１．５Ｔ単位で動作させ、補間器によって１．５Ｔ単位の等化器出力から１Ｔ単位の情報を生成し直して最尤検出が行われる。１．５Ｔサンプル情報のスペクトラムは、図５（ａ）に示されるように、ナイキスト周波数ｆｃｈ／３を中心に対称な特性となる。１Ｔサンプルのスペクトラムは、本来図５（ｃ）に示されるようにｆｃｈ／２を中心として対称となるので、図５（ａ）に示されるスペクトラム上でｆｃｈ／３以上の周波数帯域のゲインを落とす必要がある。従って、補間器内ではエリアシングの影響を抑えるため、図５（ｂ）に示されるように、ｆｃｈ／３以上の周波数帯域を除去するＬＰＦ（Ｌｏｗ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）を設けるとよい。このように、性能劣化させることなく、ＡＤ変換器及び等化器をチャネル周波数よりも低い速度で動作させることが可能となる。
【００３８】
本発明の実施の形態に係る情報再生装置は、図６に示されるように、ピックアップ１１、アクチュエータサーボ機構１２、プリアンプ（ＲＦ ＡＭＰ）１３、再生データ検出部１４、フォーマッター（ＦＭＴ）１６、ＥＣＣ復調器（ＥＣＣ）１７、システムコントローラ（ＣＴＲＬ）１９を備える。
【００３９】
光ディスク媒体１０には、最小ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号で変調された情報が記録されている。情報再生装置は、この光ディスク媒体１０からピックアップ１１により情報をアナログ信号として読み出す。変調符号は、最小ラン長ｄ＝２のＥＦＭや８／１６変調でもよい。ピックアップ１１が光ディスク媒体１０の記録面に照射する集光ビームは、アクチュエータサーボ機構１２によりフォーカス方向およびトラッキング方向に正確に位置決めされる。ピックアップ１１が読み出した読み出し信号は、プリアンプ１３により増幅され、図示されていないアナログフィルタによって高域ブースト等化および帯域制限処理がなされて再生データ検出部１４に供給される。
【００４０】
再生データ検出部１４は、ＡＤ変換器（Ａ／Ｄ）４１、等化器（ＥＱ）２０、遅延器（Ｚ−１）４４、補間器（ＩＰ）５０、最尤検出器（ＭＬ）６０、ＰＬＬ部（ＰＬＬ：Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）４７を備える。
【００４１】
帯域制限された読出し信号は、ＡＤ変換器４１によってデジタル化される。ＡＤ変換器４１のサンプリングクロックは、ＰＬＬ部４７によって生成される。ＡＤ変換器４１の出力は、等化器２０に入力される。等化器２０は、ビタビ検出器６０の入力直前において、例えばＰＲ（１，２，２，１）チャネルになるように等化処理する。等化器２０の出力は、補間器５０に入力される。
【００４２】
補間器５０は、Ｎ相データ列から補間によりＭ相データ列を生成する。補間器５０が出力するＭ相データ列は、最尤検出器であるビタビ検出器６０に入力される。図６では、Ｍ＝３すなわち３相データ列が生成され、出力されている。ビタビ検出器６０は、周波数ｆｃｈ／Ｍのクロックに同期して、Ｍビットの検出データＭＢを出力する。
【００４３】
ビタビ検出器６０から出力されるビタビ検出データは、フォーマッター１６によりフレームｓｙｎｃパタンの除去やＲＬＬ復調などが行われる。復調されたデータは、ＥＣＣ復調器１７による誤り訂正処理後、システムコントローラ１９を介してユーザ情報として利用される。
【００４４】
再生データ検出部１４の動作クロックについて説明する。ＰＬＬ部４７は、ＡＤ変換器４１の出力ｄｒｆに基づいてクロックｃｌｋ１及びｃｌｋ２を生成する。クロックｃｌｋ１は、ＡＤ変換器４１、等化器２０、遅延器４４に供給され、クロックｃｌｋ２は、補間器５０、最尤検出器であるビタビ検出器６０に供給される。ＰＬＬ部４７は、デジタル回路で構成されてもよい。
【００４５】
また、入力信号のデジタル化を含めて完全デジタルＰＬＬ構成としてもよい。例えば、上記ＡＤ変換器４１の代わりに、システムクロックで動作し、ＡＤ変換器と補間器とを備えるデジタル化部によりデジタル化を行う。その場合、ＡＤ変換器は、ｆｃｈ・Ｎ／Ｍよりも高い固定周波数のシステムクロックでサンプリングし、その後補間器は、Ｎ／Ｍ倍同期クロックでサンプリングした如く位相を補正する。このデジタル化部は、電圧制御発振器（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：ＶＣＯ）を含めてもよい。この場合、ＰＬＬ部４７が生成する位相補正用の制御信号を受けて電圧制御発振器を制御することになる。
【００４６】
ＡＤ変換器４１のサンプリングクロックｃｌｋ１は、チャネル周波数ｆｃｈのＮ／Ｍ倍（Ｎは２以上の整数、ＭはＮ／Ｍ＞０．５を満たす整数）の周波数の同期クロックとし、クロックｃｌｋ２の周波数は、チャネル周波数ｆｃｈの１／Ｍ倍の周波数とする。最小ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号では前述したとおり、Ｎ／Ｍ＝０．５以下にすると性能劣化が無視できなくなるため、Ｎ／Ｍ＞０．５とする。再生信号の帯域の上限をｆｍａｘとした場合、Ｎ、Ｍは、ｆｍａｘ＜ｆｃｈ・Ｎ／（２・Ｍ）を満たす最小値となるように決定される。ただし、Ｍが大きくなると後述する補間器５０および検出器６０の回路規模が増加するため、Ｍは４以下が適当である。したがって、（Ｎ，Ｍ）＝（２，３）が適する。最小ラン長ｄ＝２のＲＬＬ符号では、前述のように、Ｎ／Ｍ＝０．５であっても信号劣化は殆んどなく、（Ｎ，Ｍ）＝（１，２）が適する。
【００４７】
等化器２０は、ＡＤ変換器４１のサンプリング周波数と同じｆｃｈ・Ｎ／Ｍで動作する。等化器２０の出力は、遅延器４４により、ｘｉ、ｘｉ・Ｚ−１、…、ｘｉ・Ｚ−Ｎ＋１のＮ相に変換されて、あるいは直接、補間器５０に入力される。図６では、Ｎ＝２すなわち２相の場合が示され、遅延器４４は１段挿入されている。
【００４８】
補間器５０は、周波数ｆｃｈ／Ｍのクロックに同期してＮ相データ列から補間によりＭ相データ列を生成する。補間器５０が出力するＭ相データ列は、最尤検出器であるビタビ検出器６０に入力される。図６では、Ｍ＝３すなわち３相データ列が生成され、出力されている。
【００４９】
ビタビ検出器６０は、周波数ｆｃｈ／Ｍのクロックに同期して、Ｍビットの検出データＭＢを出力する。最尤検出器には、ビタビ検出以外の最尤検出器を用いても良い。また、周波数ｆｃｈのクロックを生成しておき、補間器５０の出力を周波数ｆｃｈのクロックで取り出し、ビタビ検出器６０をも周波数ｆｃｈのクロックで動作させても良い。ただし、この場合、ビタビ検出器６０は、パスメトリック値の加算、比較、選択を周波数ｆｃｈのクロックの１サイクルで動作させる必要があり、高速化が難しいという欠点がある。ビタビ検出器６０がＭ相入力を周波数ｆｃｈ／Ｍに同期して最尤検出動作し、Ｍビットの情報を出力するため、スループットはｆｃｈ（ビット／秒）となる。
【００５０】
最小ラン長ｄ＝１、ＰＲ（１，２，２，１）チャネルの１Ｔ毎の状態遷移は、図７に示されるように、７値６状態となる。各状態には、最大で２本の遷移パスがあるが、ビタビ検出器６０は、１Ｔ毎に確からしい入力パスを１本選択する。過去に遡ると、時系列につなげたパスがマージされるため、そのパスに対応した検出情報が出力される。Ｍ＝３の場合は、図８に示されるように、３Ｔ毎の状態遷移を考える必要がある。この遷移図では、１つの状態に入力する遷移パスは最大で５本あるが、この５本の中から確からしい入力パスを３Ｔ毎に１本選択する。あとは同様にパスマージされたパスに対応して検出情報が３ビット単位で出力される。
【００５１】
図９に、再生データ検出部１４の他の構成が示される。この再生データ検出部１４は、図６に示される構成に等化器２０用の係数コントローラ３０が付加されている。係数コントローラ３０は、ビタビ検出器６０の出力である検出データＭＢと、等化器２０の出力ｘｉとに基づいて等化誤差情報を生成し、等化器２０の入力ｄｒｆとの相関によりタップ係数を修正する。係数コントローラ３０の動作クロックは、周波数ｆｃｈ／Ｍに同期するタイミングとする。これは、周波数ｆｃｈ・Ｎ／Ｍに同期するクロックと、サンプリングした情報のうちの周波数ｆｃｈに同期するクロックとの位相が合うのはＮサイクルに１回であるからである。ただし、タップ係数が予め学習した初期値で十分な再生性能が得られる場合には、必ずしも係数コントローラ３０は必要なく、図６に示されるような構成となる。さらに、アナログフィルタだけで十分な特性が得られる場合には、等化器２０も不要であり、ＡＤ変換器４１から出力される信号ｄｒｆは、補間器５０に直結されてもよい。
【００５２】
図１０に、再生データ検出部１４の他の構成が示される。この再生データ検出部１４により、ＣＤ／ＤＶＤメディアと次世代ＤＶＤメディアの両方を１台の情報再生装置で再生することが可能になる。再生データ検出部１４は、ＡＤ変換器４１、等化器２０、係数コントローラ３０、ＰＬＬ部４８を共通に備え、最小ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号用に補間器５１とビタビ検出器６１を、最小ラン長ｄ＝２のＲＬＬ符号用に補間器５２とビタビ検出器６２を備える。２系統のビタビ検出器出力はセレクタ８３で選択出力される。ｄ＝１系とｄ＝２系は排他的な動作となるため、システムコントローラが生成するメディア選択信号ｍｓｅｌによって、クロックをゲーティングすることにより消費電力を下げる構成としてもよい。
【００５３】
ＰＬＬ部４８は、４種類の同期クロック（ｃｌｋ１１、ｃｌｋ１２、ｃｌｋ２１、ｃｌｋ２２）を出力する。クロックｃｌｋ１１の周波数はｆｃｈ・Ｎ１／Ｍ１、クロックｃｌｋ２１の周波数はｆｃｈ／Ｍ１とし、最小ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号用のクロックである。クロックｃｌｋ１２の周波数はｆｃｈ・Ｎ２／Ｍ２、クロックｃｌｋ２２の周波数はｆｃｈ／Ｍ２とし、最小ラン長ｄ＝２のＲＬＬ符号用のクロックである。最小ラン長ｄ＝２のＲＬＬ符号用の再生信号の方が、チャネル周波数ｆｃｈに対して低い周波数特性になるため、Ｎ２／Ｍ２は、Ｎ１／Ｍ１よりも小さくする。特に（Ｎ１，Ｍ１）＝（２，３）、（Ｎ２，Ｍ２）＝（１，２）が適当である。クロックｃｌｋ１１及びｃｌｋ２１のセットと、クロックｃｌｋ１２及びｃｌｋ２２のセットとは、排他的に出力できればよい。
【００５４】
ＡＤ変換器４１と等化器２０とは、セレクタ８１によって選択出力されたクロックで動作する。セレクタ８１は、最小ラン長ｄ＝１の場合にクロックｃｌｋ１１、最小ラン長ｄ＝２の場合にクロックｃｌｋ１２を選択して出力する。係数コントローラ３は、セレクタ８２によって選択されたクロックで動作する。セレクタ８２は、最小ラン長ｄ＝１の場合にクロックｃｌｋ２１、最小ラン長ｄ＝２の場合にクロックｃｌｋ２２を選択して出力する。
【００５５】
最小ラン長ｄ＝１の場合、補間器５１とビタビ検出器６１とが動作し、セレクタ８３はビタビ検出器６１の検出情報を有効にする。最小ラン長ｄ＝２の場合、補間器５２とビタビ検出器６２とが動作し、セレクタ８３はビタビ検出器６２の検出情報を有効にする。また、補間器５２を使わずに、等化器２０の出力を直接ビタビ検出器６２に入力してもよい。この場合、２Ｔサイクルの状態遷移から情報を検出するビタビ検出構成とする。また、ビタビ検出器６１とビタビ検出器６２とをまとめて回路規模を削減することも可能である。また、最小ラン長ｄの制限の差だけではなく、ＣＤやＤＶＤのメディアの種別によってＮ、Ｍを切り替えてもよい。
【００５６】
図１１に、等化器２０の構成が示される。ここでは、等化器２０は、遅延器２４−１〜４、乗算器２５−１〜５、加算器２６を備え、一般的な５タップのＦＩＲフィルタとして示される。タップ数は、より多くてもよい。通常のフィルタとの差異は、遅延器２４−１〜４の遅延量がチャネル周期Ｔではなく、より長いＴ・Ｍ／Ｎ周期となっていることにある。α１〜α５の５つのタップ係数でインパルス応答をコンボリューション演算したものが出力される。各タップ係数は、係数コントローラ３０により生成される。
【００５７】
図１２には係数コントローラ３０の構成例が示される。係数コントローラ３０は、レプリカ生成器３１、遅延器３２、遅延器３３、遅延器３４−１〜４、乗算器３５−０〜５、減算器３６、積分器３７−１〜５を備える。レプリカ生成器３３は、ビタビ検出結果のＮＲＺＩ信号である信号ＭＢにパーシャルレスポンスの重みを畳み込んでレプリカを生成する。そのレプリカと、遅延器３２により位相を合わせた等化器２０の出力ｘとの差、即ち等化誤差が減算器３６により求められる。係数コントローラ３０は、乗算器３５−０により収束ゲインを等化誤差に乗じ、この等化誤差と等化器２０の入力ｄｒｆとの相関を求め、この相関をタップ係数α１〜α５として等化器２０にフィードバックする。これによって等化誤差と各タップとの相関ができるだけ小さくなるように自動動作がなされ、所望のパーシャネルレスポンス等化が実現できる。即ち、再生データ検出部１４は、等化誤差の２乗平均値が最小となるＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）構成となる。レプリカ生成器３１は、ＰＲのクラスを切り替えるために、パーシャルレスポンスの重みを変えられるように構成されてもよい。
【００５８】
ところで、集光スポットよりも小さな記録マークを再生する場合、符号間干渉量が増加する。これはタップ間の独立性が小さくなることを意味し、自動等化時にタップ係数の収束性が悪くなることを意味する。本発明では、タップ間隔がチャネルクロック周期よりも長いため、タップ間の独立性が高くなり係数の収束が早まるという効果もある。同時に、タップ数も少なくても同等の性能が得られるという効果もある。
【００５９】
図１３に、最小ラン長ｄ＝１用の補間器５１（または５０）の構成例が示される。補間器５１は、遅延器５４−１〜５、乗算器５５−１〜８、加算器５６−１〜２を備える。補間器５１は、１．５Ｔ毎のＲＦデータを３Ｔ毎に２並列（ｘ１、ｘ２）で読み込み、２個の補間フィルタで出力ｙ２に対して１Ｔ遅れたサンプルデータｙ３と１Ｔ進んだｙ１とを生成する。第１の補間フィルタは、遅延器５４−１〜４と乗算器５５−１〜４と加算器５６−１とを備え、出力ｙ１を生成する。第２の補間フィルタは、遅延器５４−１〜２、５４−４〜５と乗算器５５−５〜８と加算器５６−２とを備え、出力ｙ３を生成する。フィルタ次数を上げるほど急峻な減衰率をもつＬＰＦを構成することが可能であるが回路規模の観点から４乃至６タップが適当である。
【００６０】
次に、図１４を参照して、本実施の形態に係る情報再生装置の動作を説明する。図１４には、（Ｎ，Ｍ）＝（２，３）で４Ｔマーク４Ｔスペース連続パタンを再生する場合の動作波形が示される。図１４（ａ）に、チャネル周波数の２／３倍の周波数の同期クロックｃｌｋ１（周期：１．５Ｔ）が示される。図１４（ｂ）に、ＲＦ信号をチャネル周波数の２／３倍同期クロック（１．５Ｔ）でサンプリングするＡＤ変換器４１の出力ｄｒｆが示される。この信号ｄｒｆを等化器２０によって波形等化がなされた信号ｘ１の波形が図１４（ｃ）に示される。その信号ｘ１を１周期（１．５Ｔ）遅延させた信号ｘ２の波形は、図１４（ｄ）に示される。この信号ｘ１及びｘ２は、１／３同期クロックで動作する補間器５０（５１）により補間処理がなされ、図１４（ｆ）〜（ｈ）に示されるように、３並列の１Ｔサンプル情報ｙ３、ｙ２、ｙ１が生成される。この３情報列は３並列入力のビタビ検出器６０（６１）により３ｂｉｔ毎にデータが出力される。したがって、図１４（ｉ）に示されるように、３Ｔ周期で３ｂｉｔ情報が出力される。
【００６１】
このように、チャネルクロックよりも低い周波数で回路系が動作するため、最小ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号を用いた場合でも再生性能を落とさず回路規模および消費電力を下げることが可能になる。また、高密度に適したＰＲクラスは、拘束長が長くなることにより隣接タップ間の相関が強くなる。したがって、タップ間隔が１Ｔより長い方がより収束が早くなるため、適応等化器の収束を高速化することができる。本発明は、最小ラン長ｄ＝１の記録符号で高密度記録された光ディスク装置に好適であり、ＣＤ／ＤＶＤの再生にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】従来のハーフレート検出方法によるデジタルデータ再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ＤＶＤ及び次世代ＤＶＤの再生信号の周波数スペクトラムを示す図である。
【図３】ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号、ＰＲ（１，２，２，１）チャネルのアイパタン図である（１Ｔサンプル）。
【図４】ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号、ＰＲ（１，２，２，１）チャネルのアイパタン図である（１．５Ｔサンプル）。
【図５】エリアシングと補間器周波数特性を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る情報再生装置の構成を示すブロック図である。
【図７】ラン長ｄ＝１符号、ＰＲ（１，２，２，１）チャネルの１Ｔ毎の状態遷移図である。
【図８】ラン長ｄ＝１符号、ＰＲ（１，２，２，１）チャネルの３Ｔ毎の状態遷移図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る適応等化器を搭載した再生データ検出部の構成を示すブロック図である。
【図１０】同（Ｎ，Ｍ）＝（２，３）及び（Ｎ，Ｍ）＝（１，２）の両方を再生可能とする再生データ検出部の構成を示すブロック図である。
【図１１】同等化器の構成を示すブロック図である。
【図１２】同係数コントローラの構成を示すブロック図である。
【図１３】同補間器の構成を示すブロック図である。
【図１４】同動作の説明するための波形図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 光ディスク媒体
１１ ピックアップ
１２ アクチュエータサーボ機構
１３ プリアンプ
１４ 再生データ検出部
１６ フォーマッター
１７ ＥＣＣ復調器
１９ システムコントローラ
２０ 等化器
２４−１〜４ 遅延器
２５−１〜５ 乗算器
２６ 加算器
３０ 係数コントローラ
３１ レプリカ生成器
３２、３３、３４−１〜４ 遅延器
３５−１〜３５−５ 乗算器
３６ 減算器
３７−１〜５ 積分器
４１ ＡＤ変換器
４４ 遅延器
４７、４８ ＰＬＬ部
５０、５１、５２ 補間器
５４−１〜５ 遅延器
５５−１〜８ 乗算器
５６−１〜２ 加算器
６０、６１、６２ ビタビ検出器（最尤検出器）
８１、８２、８３ セレクタ
１００ 光記録媒体
１０１ ピックアップ
１０２ プリアンプ
１０３ 波形等化器
１０４ ＡＤ変換器
１０５ ハーフレート処理用オフセット制御部
１０６ ハーフレート処理用適応等化部
１０７ ハーフレート処理用最尤復号部
１０８ ハーフレート処理用位相誤差情報検出部
１０９ ループフィルタ
１１０ クロック生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等の情報再生装置およびその情報再生方法に関し、特に高記録密度で記録された情報を最尤検出する情報再生装置およびその情報再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のマルチメディア化の進展により、映像情報を含む大量の情報を処理する必要がある。さらに、これらの情報を記録するストレージ装置の大容量化が必要であり、特に高画質の映像情報のストレージ分野では現状のＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）以上の容量が望まれている。しかし、光ディスク装置あるいはハードディスク装置の記憶容量を増加させるためには記録密度を上げる必要があり、これに伴い、エラーレートの低減、信頼性の確保が重要課題となっている。このような課題に対して、光ディスクでは大別して媒体組成アプローチ、光学的アプローチ、信号処理的アプローチの３種類の方向で検討がなされてきた。以下では主に信号処理的アプローチに関して説明する。
【０００３】
光ディスクは、光学素子により集光されたレーザビームをディスク媒体上に照射し、反射光の明暗あるいは偏光により情報を検出する。集光されたビームスポットは有限であり、径が小さいほど高密度の記録再生が可能である。そのため、このビームスポットを小さくする光学的なアプローチが進められてきている。スポット径は、対物レンズの開口数ＮＡ（Ｎａｔｕｒａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）に逆比例し、レーザビーム波長λに比例する。従って、開口数ＮＡを大きくし、波長λを小さくすることによりスポット径を小さくすることが可能である。しかし、開口数ＮＡを大きくすると焦点深度が浅くなり、ディスク面とレンズとの距離を狭める必要があるため限界がある。また、短波長レーザは、高出力発振の安定性、長寿命化等が課題であるが、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）では赤外レーザ（λ＝７８０ｎｍ）、ＤＶＤでは赤色レーザ（λ＝６５０ｎｍ）、次世代ＤＶＤでは青色レーザ（λ＝４０５ｎｍ）と、短波長化は徐々に進んでいる。
【０００４】
ところで、光ヘッド・ディスク媒体間の伝送路周波数特性は、有限なビームスポットのため、高域のゲインが低下するＬＰＦ（Ｌｏｗ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）の形となる。従って、矩形波を記録しても波形が鈍ってしまう。記録密度を高くすると、特定の時刻で読み出すべき波形が他の時刻の波形と干渉する。これを符号間干渉と呼ぶ。この符号間干渉のため、ある長さ以下の短い記録マークの再生が困難となる。逆に、記録マークが長い場合には、同期クロック抽出用の位相情報出力頻度の低下が同期外れの原因となるため、ある長さ以下に制限する必要がある。
【０００５】
以上の理由により、信号処理的なアプローチとして、光ディスクへの記録データは記録符号化されている。特に、符号の反転距離を制限したＲＬＬ符号（Ｒｕｎ Ｌｅｎｇｔｈ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｄｅ）が用いられることが多く、ＥＴＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ Ｔｗｅｌｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、ＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ Ｆｏｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、（１，７）ＲＬＬ、８／１６符号などが使われている。このうち、ＣＤで用いられるＥＦＭ変調符号及びＤＶＤで採用された８／１６変調符号の最小ラン長は、２（ｄ＝２）であり、（１，７）ＲＬＬ、ＥＴＭ変調符号の最小ラン長は１である。ＥＴＭは、非特許文献１にその記述があるように、（１，１０）ＲＬＬ符号である。ＥＴＭの符号化率は、（１，７）ＲＬＬと同様に２／３であるが、最短マークの連続数の制限とＤＣ成分圧縮性能に特徴がある。
【０００６】
また、波形等化と呼ばれる技術がある。これは符号間干渉を取り除くような逆フィルタを挿入することにより誤り率を低下させるものである。この波形等化は、再生信号の高帯域成分を強調するため、符号間干渉を抑えられるが、ノイズの高域成分も強調することになる。したがって、波形等化は、再生信号のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｓｅ Ｒａｔｉｏ）を劣化させる場合がある。特に、記録密度を上げた時には、この波形等化によるＳＮＲの劣化が検出データの誤りの主要因となる。ＰＲ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）等化は、既知の符号間干渉を故意に起こすような波形等化の１方式である。ＰＲ等化は、通常、高域成分を強調することがないため、ＳＮＲの悪化を抑えることができる。
【０００７】
一方、検出方式として有効なものとして最尤検出方式がある。この方式は、ある状態遷移をすることが分かっているデータ列に対して、考えられる全ての時系列パタンの中から誤差の二乗平均が最小になるものを選択することにより、検出性能を上げる方式である。ただし、実際の回路上で上述の処理を行うことは、回路規模および動作速度の点で困難であるため、通常は、ビタビアルゴリズムと呼ばれるアルゴリズムを用いてパスの選択を漸化的に行うことにより実現している。この検出方式は、ビタビ検出と呼ばれる。
【０００８】
前述のＰＲ等化にビタビ検出を組み合わせた検出方式は、ＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）方式と呼ばれ、一種の誤り訂正を行いながらデータを検出できる。ＰＲ等化により再生信号は時間方向に相関を持たされている。このため、再生信号をサンプリングしたデータ系列には特定の状態遷移しか現れなくなる。限られた状態遷移と、ノイズを含む実際の再生信号のデータ系列とを比較し、最も確からしい状態遷移を選ぶことにより、検出データの誤りを低減できる。ＥＴＭ符号とＰＲ（１，２，２，２，１）チャネルとを用いたＰＲＭＬ検出方式は、非特許文献２にその記述があり、高密度記録再生時に広い検出マージンを得ることが可能である。
【０００９】
ビタビ検出により検出性能を上げるためには、再生チャネルの周波数特性を特定のＰＲ等化特性に一致させる必要がある。その場合、再生チャネルになるべく近いＰＲ等化特性が選ばれるが、一般には波形等化器によって周波数特性が補正され、できるだけ所定のＰＲ特性に等しくなるようになされている。
【００１０】
信号の経時劣化を適応的に補正して検出性能を高める技術として、自動等化あるいは適応等化方式がある。逐次型の適応等化アルゴリズムは、非特許文献３に記載されているが、特に、Ｚｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ法、Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ法などが一般的である。適応等化技術は、装置の初期調整が不要となる等その効果は大きい。
【００１１】
さて、ＰＲＭＬでは振幅情報を使うため、チャネルクロックで動作する８ビット幅程度のＡＤ変換器が必要である。また、ＰＲチャネルに等化するための等化器がＦＩＲフィルタで構成される場合、乗算器と加算器とを備える１０次程度のＦＩＲフィルタが必要である。さらに、ＦＩＲフィルタのタップ係数分の相関器を備えるタップ係数コントローラが必要である。
【００１２】
しかし、再生回路系の動作速度は、近年、高倍速再生の要求に呼応して高速化している。ＡＤ変換器を高速動作させるためには、その回路規模が大きくなり、同時に消費電力も上昇する。また、ＦＩＲフィルタを高速動作させるためには、乗算器回路規模が大きくなり、同時に消費電力も上昇する。さらに、タップ係数コントローラを高速動作させるためには、相関器中の乗算器および積分器の回路規模が大きくなり、同時に消費電力も上昇する。
【００１３】
したがって、高倍速再生により回路規模および消費電力が増加し、場合によってはビタビ検出器が動作できない場合も考えられる。これは、バッテリー駆動で使用するノート型パーソナルコンピュータ等に搭載する場合に大きなデメリットとなってしまう。
【００１４】
上記の問題を解決するための一手法が特許文献１に開示されている。図１にそのデジタルデータ再生装置の構成図が示される。この方式のデジタルデータ再生装置は、ピックアップ１０１、プリアンプ１０２、波形等化器１０３、ＡＤ変換器（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１０４、ハーフレート処理用オフセット制御部１０５、ハーフレート処理用位相誤差情報検出部１０８、ループフィルタ１０９、クロック生成部１１０、ハーフレート処理用適応等化部１０６、ハーフレート処理用最尤復号部１０７を備える。
【００１５】
光記録媒体１００には、同じ符号が少なくとも３つ以上連続する制約（ｄ≧２）を有する記録符号により、記録情報がデジタル記録されている。このデジタルデータ再生装置は、まず、光記録媒体１００からチャネルビット周波数の半分の周波数をサンプリングクロックとするＡＤ変換器１０４により標本化して再生信号を得る。ハーフレート処理用オフセット制御部１０５は、欠落した時間の再生信号を補間しながらオフセット補正制御を行う。ハーフレート処理用位相誤差情報検出部１０８は、ハーフレート処理用オフセット制御部１０５により得られた再生信号に対して、欠落した時間の位相誤差情報を補間しながら位相同期制御を行う。同時にハーフレート処理用適応等化部１０６は、ハーフレート処理用オフセット制御部１０５により得られた再生信号に対して、パーシャルレスポンス適応等化を行う。そしてハーフレート処理用最尤復号部１０７は、ハーフレート処理用適応等化部１０６により得られたパーシャルレスポンス適応等化信号を用いてパーシャルレスポンスの型に応じて復号を行う。
【００１６】
これにより、従来の半分の周波数で回路系を動作させることが可能となり、再生性能を落とすことなく消費電力を大幅に下げることが可能となる。しかし、この手法は、記録符号の最小ラン長が２であるＣＤやＤＶＤにのみ利用できるものである。最小ラン長が１である符号を用いている場合には再生信号の周波数帯域がより高域まで伸びているため、ハーフレートでサンプリングすると必要な帯域が確保できなくなり、エリアシングの影響で再生性能低下を招いてしまう。青色レーザを用いたＤＶＤの次世代光ディスクは、最小ラン長が１である符号を用いている。また、ＰＲＭＬ検出を前提としている規格も存在しており、チャネルレートは非常に高い。
【００１７】
また、特許文献２には、読み取りヘッドによって記録媒体から読み出されたアナログ再生信号からデジタル記録データの判定を行うデジタル再生信号処理装置が開示されている。このデジタル再生信号処理装置は、ＡＤ変換器と、等化回路と、補間器と、判定器とを備える。ＡＤ変換器は、少なくとも上記アナログ再生信号をデジタル記録チャネルレートより長い周期でサンプリングし、上記デジタル記録チャネルレートより長い周期の低レートデジタル再生信号に変換する。等化回路は、低レートデジタル再生信号を低レートのままデジタルフィルタリングを行い、デジタル等化信号を生成する。補間器は、デジタル等化信号からデジタル記録チャネルレートの再生データを補間する。判定器は、補間されたデータ列から記録されたデータを導出する。ＡＤ変換器でのサンプリングは、記録チャネルレートの半分の周波数であるハーフレートで行い、補間器は、ハーフレートのナイキスト周波数に帯域制限されたハーフレートナイキスト補間を行う。
【００１８】
【特許文献１】特許第３６８８２２５号公報
【特許文献２】特開２００１−１０１７９９号公報
【非特許文献１】Kinji Kayanuma, et al.,「Eight to Twelve Modulation Code for High Density Optical Disk」 International Symposium on Optical Memory 2003, Technical Digest pp.160-161, November 3, 2003
【非特許文献２】小川、本間他著 「ＨＤ ＤＶＤ装置化技術の開発（記録技術）」情報メディア学会技術報告 ITE Technical Report Vol.28, No.43, PP.17-20 MMS2004-38, CE2004-39(Jul.2004)
【非特許文献３】斎藤収三他著 「現代情報通信の基礎」 オーム社 平成４年１２月２０日 ｐｐ．２１２−２１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、再生性能を落とすことなく高倍速再生が可能な情報再生装置および情報再生方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、再生性能を落とすことなく回路規模および消費電力を下げる情報再生装置および情報再生方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、適応等化器の収束を高速化する情報再生装置および情報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】
【００２０】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００２１】
本発明の観点では、情報再生装置は、デジタル変換部（４１）と、等化器（２０／３０）と、補間器（５０）と、最尤検出器（６０）と、ＰＬＬ部（４７）とを具備する。光ディスク媒体（１０）には、最小ラン長が１のラン長制限符号により情報が記録されている。デジタル変換部（４７）は、その光ディスク媒体（１０）から読み出す読み出し信号（ＲＦ）をデジタル信号（ｄｒｆ）に変換し、読み出し信号（ｄｒｆ）に含まれるチャネル周波数（ｆｃｈ）のＮ／Ｍ倍の周波数の第１クロック（ｃｌｋ１）に同期して出力する。このとき、Ｎを２以上の整数とし、ＭをＮ／Ｍ＞０．５を満たす整数とする。等化器（２０／３０）は、第１クロック（ｃｌｋ１）に同期してデジタル信号（ｄｒｆ）を予め指定されたパーシャルレスポンス（ＰＲ）特性に等化する。補間器（５０）は、等化器（２０／３０）から出力されるＮ個の入力データ（ｘ）に基づいてＭ個の出力データ（ｙ）に変換し、チャネル周波数（ｆｃｈ）の１／Ｍ倍の周波数の第２クロック（ｃｌｋ２）に同期して出力データ（ｙ）を出力する。最尤検出器（６０）は、補間器（５０）から出力される出力データ（ｙ）に基づいてＭビットの検出情報（ＭＢ）に変換し、第２クロック（ｃｌｋ２）に同期して検出情報（ＭＢ）を出力する。ＰＬＬ部（４７）は、読み出し信号（ＲＦ）に基づいて第１クロック（ｃｌｋ１）と第２クロック（ｃｌｋ２）とを生成する。
【００２２】
本発明の補間器（５０）は、入力データをＮ個並列に入力し（ｘ１〜ｘＮ）、出力データをＭ個並列に出力する（ｙ１〜ｙＭ）。また、最尤検出器（６０）は、検出情報をＭビット並列に出力する。
【００２３】
本発明の等化器（２０／３０）は、ＦＩＲフィルタ（２０）と、係数コントローラ（３０）とを備える。ＦＩＲフィルタ（２０）は、タップ係数を設定変更することが可能なフィルタであり、第１クロック（ｃｌｋ１）に同期して動作する。係数コントローラ（３０）は、検出情報（ＭＢ）と、ＦＩＲフィルタの出力とに基づいて生成される等化誤差が最小になるようにタップ係数を設定する。係数コントローラ（３０）は、そのタップ係数を第２クロック（ｃｌｋ２）に同期して設定する。上記のＮは２、Ｍは３であることが好ましい。
【００２４】
本発明の他の観点では、情報再生装置は、デジタル変換部（４１）と、ＰＬＬ部（４８）と、等化器（２０／３０）と、補間器（５１）と、最尤検出器（６１）と、情報検出器（６２）とを具備する。ここで、Ｎ１を２以上の整数とし、Ｍ１をＮ１／Ｍ１＞０．５を満たす整数とし、Ｎ２を１以上の整数とし、Ｍ２をＮ２＜Ｍ２かつＮ２×Ｍ１＜Ｍ２×Ｎを満たす整数とする。デジタル変換部（４１）は、ラン長制限符号により記録された光ディスク媒体（１０）から読み出す読み出し信号（ＲＦ）をデジタル信号（ｄｒｆ）に変換し、サンプリングクロック（ｃｌｋ１）に同期してデジタル信号（ｄｒｆ）を出力する。ＰＬＬ部（４８）は、デジタル信号（ｄｒｆ）に基づいて、第１クロック（ｃｌｋ１１）と、第２クロック（ｃｌｋ２１）と、第３クロック（ｃｌｋ１２）と、第４クロック（ｃｌｋ２２）とを生成する。第１クロック（ｃｌｋ１１）の周波数は、読み出し信号のチャネル周波数のＮ１／Ｍ１倍とする。第２クロック（ｃｌｋ２１）の周波数は、チャネル周波数の１／Ｍ１倍とする。第３クロックの周波数（ｃｌｋ１２）は、チャネル周波数のＮ２／Ｍ２倍とする。第４クロック（ｃｌｋ２２）の周波数は、チャネル周波数の１／Ｍ２倍とする。サンプリングクロック（ｃｌｋ１）は、最小ラン長が１のラン長制限符号で記録されている光ディスク媒体（１０）から読み出し信号を読み出すとき、第１クロック（ｃｌｋ１１）であり、最小ラン長が２のラン長制限符号で記録されている光ディスク媒体（１０）から読み出し信号を読み出すとき、第３クロック（ｃｌｋ１２）である。等化器（２０／３０）は、デジタル信号（ｄｒｆ）を予め指定されたパーシャルレスポンス特性に等化された等化信号（ｘ）をサンプリングクロック（ｃｌｋ１）に同期して出力する。補間器（５１）は、等化信号（ｘ）をＮ１相並列に入力し、チャネル周波数（ｆｃｈ）の周期毎の補間信号（ｙ）に補間してＭ１相並列に出力する。補間信号（ｙ）は、第２クロック（ｃｌｋ２１）に同期して出力される。最尤検出器（６１）は、補間信号に基づいて、最も確からしい状態遷移を選択して第１データ列（Ｍ１）を検出し、第１データ列（Ｍ１）を第２クロック（ｃｌｋ２１）の周期毎に検出情報（ＭＢ）としてＭ１ビット並列に出力する。情報検出器（６２）は、等化信号をＮ２相並列に入力して第２データ列（Ｍ２）を検出し、第２データ列（Ｍ２）を第４クロック（ｃｌｋ２２）の周期毎に検出情報（ＭＢ）としてＭ２ビット並列に出力する。
【００２５】
本発明の等化器（２０／３０）は、サンプリングクロック（ｃｌｋ１）に基づいて動作し、補間器（５１）と最尤検出器（６１）とは、第２クロック（ｃｌｋ２１）に同期して動作し、情報検出器（６２）は、第４クロック（ｃｌｋ２２）に同期して動作することが好ましい。
【００２６】
また、本発明の情報再生装置は、第１データ列（Ｍ１）または第２データ列（Ｍ２）を選択して検出情報（ＭＢ）として出力するセレクタ（８３）をさらに具備する。等化器（２０／３０）は、タップ係数を変更設定可能なＦＩＲフィルタ（２０）と、検出情報（ＭＢ）とＦＩＲフィルタ（２０）の出力とに基づいて生成される等化誤差が最小になるようにタップ係数を設定する係数コントローラ（３０）とを備える。光ディスク媒体（１０）に記録したときのラン長制限符号の最小ラン長が１のとき、セレクタ（８３）は検出情報（ＭＢ）として第１データ列（Ｍ１）を選択して出力し、ＦＩＲフィルタ（２０）は第１クロック（ｃｌｋ１１）に同期して動作し、係数コントローラ（３０）は第２クロック（ｃｌｋ２１）に同期して動作する。最小ラン長が２のとき、セレクタ（８３）は検出情報（ＭＢ）として第２データ列（Ｍ２）を選択して出力し、ＦＩＲフィルタ（２０）は第３クロック（ｃｌｋ１２）に同期して動作し、係数コントローラ（３０）は第４クロック（ｃｌｋ２２）に同期して動作する。上記のＮ１は２、Ｍ１は３、Ｎ２は１、Ｍ２は２であることが好ましい。
【００２７】
また、本発明の他の観点では、情報再生装置は、デジタル変換部（４１／２０／３０）と、補間部（５０）と、最尤検出部（６０）とを具備する。ここで、Ｎを２以上の整数とし、ＭをＮ／Ｍ＞０．５を満たす整数とする。光ディスク媒体（１０）は、最小ラン長１のラン長制限符号により情報が記録されている。デジタル変換部（４１／２０／３０）は、光ディスク媒体（１０）から再生され、限られた状態遷移をするデータ列を含む読み出し信号（ＲＦ）をデジタル信号（ｄｒｆ）に変換し、入力データ列（ｘ）を生成する。補間部（５０）は、入力データ列（ｘ）のうちのＮ個の入力データ（ｘ１〜ｘＮ）に基づいて補間し、Ｍ個の補間データ（ｙ１〜ｙＭ）を出力する。最尤検出部（６０）は、補間データ（ｙ１〜ｙＭ）に基づいて、最も確からしい状態遷移を選択してデータ列（ＭＢ）を検出する。
【００２８】
本発明の情報再生装置は、さらに、ＰＬＬ部（４７）を具備する。ＰＬＬ部（４７）は、読み出し信号（ＲＦ）に含まれるチャネル周波数（ｆｃｈ）のＮ／Ｍ倍の周波数の第１クロック（ｃｌｋ１）と、１／Ｍ倍の周波数の第２クロック（ｃｌｋ２）とを生成する。デジタル変換部（４１／２０／３０）は、第１クロック（ｃｌｋ１）に同期して入力データ（ｘ）を補間部（５０）に出力する。補間部（５０）は、第２クロック（ｃｌｋ２）に同期して最尤検出部（６０）に補間データ（ｙ）を出力する。最尤検出部（６０）は、第２クロックに同期して、検出されたデータ列（ＭＢ）を出力する。
【００２９】
本発明のデジタル変換部（４１／２０／３０）は、ＡＤ変換部（４１）と、等化器（２０）とを備える。ＡＤ変換部（４１）は、読み出し信号（ＲＦ）をデジタル信号（ｄｒｆ）に変換する。等化器（２０）は、デジタル信号（ｄｒｆ）を予め指定されたパーシャルレスポンス（ＰＲ）特性に等化する。
【００３０】
さらに、本発明の等化器（２０）は、タップ係数が設定可能であるＦＩＲフィルタ（２０）を含み、デジタル変換部（４１／２０／３０）は、係数コントローラ（３０）をさらに備える。係数コントローラ（３０）は、ＦＩＲフィルタ（２０）のタップ係数を設定する。このＦＩＲフィルタ（２０）は、第１クロック（ｃｌｋ１）に同期して動作し、係数コントローラ（３０）は、第２クロック（ｃｌｋ２）に同期して動作することが好ましい。また、上記のＮ＝２かつＭ＝３であることが好ましい。
【００３１】
さらに、本発明の他の観点では、情報再生方法は、デジタル変換ステップと、等化ステップと、補間ステップと、最尤検出ステップと、クロック生成ステップとを具備する。ここで、Ｎを２以上の整数とし、ＭをＮ／Ｍ＞０．５を満たす整数とする。デジタル変換ステップは、最小ラン長が１のラン長制限符号により記録された光ディスク媒体から読み出す読み出し信号をデジタル信号に変換し、読み出し信号のチャネル周波数のＮ／Ｍ倍の周波数の第１クロック（ｃｌｋ１）に同期して出力するステップを含む。等化ステップは、第１クロック（ｃｌｋ１）に同期してデジタル信号（ｄｒｆ）を予め指定されたパーシャルレスポンス（ＰＲ）特性に等化するステップを含む。補間ステップは、等化ステップにおいて算出されるＮ個の入力データ（ｘ）に基づいてＭ個の出力データ（ｙ）に変換し、チャネル周波数の１／Ｍ倍の周波数の第２クロック（ｃｌｋ２）に同期して出力データ（ｙ）を出力するステップを含む。最尤検出ステップは、補間ステップにおいて出力される出力データ（ｙ）に基づいてＭビットの検出情報（ＭＢ）に変換し、第２クロック（ｃｌｋ２）に同期して検出情報（ＭＢ）を出力するステップを含む。クロック生成ステップは、読み出し信号に基づいて第１クロック（ｃｌｋ１）と第２クロック（ｃｌｋ２）とを生成するステップを含む。
【００３２】
本発明の情報再生方法において、等化ステップは、タップ係数が可変であり、第１クロック（ｃｌｋ１）に同期して動作するＦＩＲフィルタステップと、タップ係数を第２クロックに同期して設定する係数設定ステップとを備える。係数設定ステップは、ＦＩＲフィルタステップにより算出されるフィルタ出力と、検出情報とに基づいて等化誤差を算出する等化誤差算出ステップと、その等化誤差が最小になるようにタップ係数を設定するタップ係数設定ステップとを含む。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、記録符号の最小ラン長が１であっても、再生性能を落とすことなく高倍速再生が可能な情報再生装置および情報再生方法を供給することができる。また、本発明によれば、再生性能を落とすことなく回路規模および消費電力を下げる情報再生装置および情報再生方法を提供することができる。さらに、本発明によれば、適応等化器の収束を高速化する情報再生装置および情報再生方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照して、発明を実施するための最良の形態を説明する。まず、本発明の原理を簡単に説明する。サンプリング定理によると、信号をサンプリング周波数ｆｓでサンプリングすると、ＤＣからナイキスト周波数ｆｎ（サンプリング周波数ｆｓの半分、ｆｎ＝ｆｓ／２）までの帯域が復元できる。しかし、ナイキスト周波数よりも高い周波数領域は、折り返し雑音（エリアシング：ａｌｉａｓｉｎｇ）として、サンプリング後の情報に重畳されてしまうため、再生性能が低下する。
【００３５】
図２は、最小ラン長ｄ＝２のＲＬＬ符号を用いたＤＶＤの再生信号と、最小ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号を用いた次世代ＤＶＤの再生信号の周波数特性を示す図である。ＤＶＤの再生信号は、チャネル周波数ｆｃｈの１／４以上の帯域においてゲインが０に近いため、チャネル周波数ｆｃｈの１／２でサンプリングしても信号劣化はほとんどない。しかし、次世代ＤＶＤの再生信号ではｄ＝１のＲＬＬ符号を用いていることもあり、ｆｃｈ／４近傍では無視できるほどゲインが落ち切っていない。従って、ｆｃｈ／２でサンプリングした場合、本来必要な帯域が再現できないばかりか、エリアシングの影響を受けて信号が劣化し、再生性能が低下してしまうことは明らかである。しかし、サンプリング周波数を少し上げてｆｃｈ・２／３（ナイキスト周波数をｆｃｈ／３）にすると性能劣化が無視できることがわかる。
【００３６】
ところで、最小ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号を用いて記録した情報を再生する場合、ＰＲ（１，２，２，１）等化を行うと、信号は、図３に示されるように、１Ｔ単位（Ｔはチャネルクロック周期）で７本の基準レベルを中心に分布する。しかし、ｆｃｈ・２／３すなわち１．５Ｔ単位でサンプリングすると、図４に示されるように、信号は１５本程度の基準レベルに分布し、かつ状態遷移規則は非常に複雑になる。これは、最尤検出器の回路規模が増大することを意味し、本来の目的に相反することとなる。
【００３７】
そこで、等化器までの処理は１．５Ｔ単位で動作させ、補間器によって１．５Ｔ単位の等化器出力から１Ｔ単位の情報を生成し直して最尤検出が行われる。１．５Ｔサンプル情報のスペクトラムは、図５（ａ）に示されるように、ナイキスト周波数ｆｃｈ／３を中心に対称な特性となる。１Ｔサンプルのスペクトラムは、本来図５（ｃ）に示されるようにｆｃｈ／２を中心として対称となるので、図５（ａ）に示されるスペクトラム上でｆｃｈ／３以上の周波数帯域のゲインを落とす必要がある。従って、補間器内ではエリアシングの影響を抑えるため、図５（ｂ）に示されるように、ｆｃｈ／３以上の周波数帯域を除去するＬＰＦ（Ｌｏｗ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）を設けるとよい。このように、性能劣化させることなく、ＡＤ変換器及び等化器をチャネル周波数よりも低い速度で動作させることが可能となる。
【００３８】
本発明の実施の形態に係る情報再生装置は、図６に示されるように、ピックアップ１１、アクチュエータサーボ機構１２、プリアンプ（ＲＦ ＡＭＰ）１３、再生データ検出部１４、フォーマッター（ＦＭＴ）１６、ＥＣＣ復調器（ＥＣＣ）１７、システムコントローラ（ＣＴＲＬ）１９を備える。
【００３９】
光ディスク媒体１０には、最小ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号で変調された情報が記録されている。情報再生装置は、この光ディスク媒体１０からピックアップ１１により情報をアナログ信号として読み出す。変調符号は、最小ラン長ｄ＝２のＥＦＭや８／１６変調でもよい。ピックアップ１１が光ディスク媒体１０の記録面に照射する集光ビームは、アクチュエータサーボ機構１２によりフォーカス方向およびトラッキング方向に正確に位置決めされる。ピックアップ１１が読み出した読み出し信号は、プリアンプ１３により増幅され、図示されていないアナログフィルタによって高域ブースト等化および帯域制限処理がなされて再生データ検出部１４に供給される。
【００４０】
再生データ検出部１４は、ＡＤ変換器（Ａ／Ｄ）４１、等化器（ＥＱ）２０、遅延器（Ｚ−１）４４、補間器（ＩＰ）５０、最尤検出器（ＭＬ）６０、ＰＬＬ部（ＰＬＬ：Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）４７を備える。
【００４１】
帯域制限された読出し信号は、ＡＤ変換器４１によってデジタル化される。ＡＤ変換器４１のサンプリングクロックは、ＰＬＬ部４７によって生成される。ＡＤ変換器４１の出力は、等化器２０に入力される。等化器２０は、ビタビ検出器６０の入力直前において、例えばＰＲ（１，２，２，１）チャネルになるように等化処理する。等化器２０の出力は、補間器５０に入力される。
【００４２】
補間器５０は、Ｎ相データ列から補間によりＭ相データ列を生成する。補間器５０が出力するＭ相データ列は、最尤検出器であるビタビ検出器６０に入力される。図６では、Ｍ＝３すなわち３相データ列が生成され、出力されている。ビタビ検出器６０は、周波数ｆｃｈ／Ｍのクロックに同期して、Ｍビットの検出データＭＢを出力する。
【００４３】
ビタビ検出器６０から出力されるビタビ検出データは、フォーマッター１６によりフレームｓｙｎｃパタンの除去やＲＬＬ復調などが行われる。復調されたデータは、ＥＣＣ復調器１７による誤り訂正処理後、システムコントローラ１９を介してユーザ情報として利用される。
【００４４】
再生データ検出部１４の動作クロックについて説明する。ＰＬＬ部４７は、ＡＤ変換器４１の出力ｄｒｆに基づいてクロックｃｌｋ１及びｃｌｋ２を生成する。クロックｃｌｋ１は、ＡＤ変換器４１、等化器２０、遅延器４４に供給され、クロックｃｌｋ２は、補間器５０、最尤検出器であるビタビ検出器６０に供給される。ＰＬＬ部４７は、デジタル回路で構成されてもよい。
【００４５】
また、入力信号のデジタル化を含めて完全デジタルＰＬＬ構成としてもよい。例えば、上記ＡＤ変換器４１の代わりに、システムクロックで動作し、ＡＤ変換器と補間器とを備えるデジタル化部によりデジタル化を行う。その場合、ＡＤ変換器は、ｆｃｈ・Ｎ／Ｍよりも高い固定周波数のシステムクロックでサンプリングし、その後補間器は、Ｎ／Ｍ倍同期クロックでサンプリングした如く位相を補正する。このデジタル化部は、電圧制御発振器（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：ＶＣＯ）を含めてもよい。この場合、ＰＬＬ部４７が生成する位相補正用の制御信号を受けて電圧制御発振器を制御することになる。
【００４６】
ＡＤ変換器４１のサンプリングクロックｃｌｋ１は、チャネル周波数ｆｃｈのＮ／Ｍ倍（Ｎは２以上の整数、ＭはＮ／Ｍ＞０．５を満たす整数）の周波数の同期クロックとし、クロックｃｌｋ２の周波数は、チャネル周波数ｆｃｈの１／Ｍ倍の周波数とする。最小ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号では前述したとおり、Ｎ／Ｍ＝０．５以下にすると性能劣化が無視できなくなるため、Ｎ／Ｍ＞０．５とする。再生信号の帯域の上限をｆｍａｘとした場合、Ｎ、Ｍは、ｆｍａｘ＜ｆｃｈ・Ｎ／（２・Ｍ）を満たす最小値となるように決定される。ただし、Ｍが大きくなると後述する補間器５０および検出器６０の回路規模が増加するため、Ｍは４以下が適当である。したがって、（Ｎ，Ｍ）＝（２，３）が適する。最小ラン長ｄ＝２のＲＬＬ符号では、前述のように、Ｎ／Ｍ＝０．５であっても信号劣化は殆んどなく、（Ｎ，Ｍ）＝（１，２）が適する。
【００４７】
等化器２０は、ＡＤ変換器４１のサンプリング周波数と同じｆｃｈ・Ｎ／Ｍで動作する。等化器２０の出力は、遅延器４４により、ｘｉ、ｘｉ・Ｚ−１、…、ｘｉ・Ｚ−Ｎ＋１のＮ相に変換されて、あるいは直接、補間器５０に入力される。図６では、Ｎ＝２すなわち２相の場合が示され、遅延器４４は１段挿入されている。
【００４８】
補間器５０は、周波数ｆｃｈ／Ｍのクロックに同期してＮ相データ列から補間によりＭ相データ列を生成する。補間器５０が出力するＭ相データ列は、最尤検出器であるビタビ検出器６０に入力される。図６では、Ｍ＝３すなわち３相データ列が生成され、出力されている。
【００４９】
ビタビ検出器６０は、周波数ｆｃｈ／Ｍのクロックに同期して、Ｍビットの検出データＭＢを出力する。最尤検出器には、ビタビ検出以外の最尤検出器を用いても良い。また、周波数ｆｃｈのクロックを生成しておき、補間器５０の出力を周波数ｆｃｈのクロックで取り出し、ビタビ検出器６０をも周波数ｆｃｈのクロックで動作させても良い。ただし、この場合、ビタビ検出器６０は、パスメトリック値の加算、比較、選択を周波数ｆｃｈのクロックの１サイクルで動作させる必要があり、高速化が難しいという欠点がある。ビタビ検出器６０がＭ相入力を周波数ｆｃｈ／Ｍに同期して最尤検出動作し、Ｍビットの情報を出力するため、スループットはｆｃｈ（ビット／秒）となる。
【００５０】
最小ラン長ｄ＝１、ＰＲ（１，２，２，１）チャネルの１Ｔ毎の状態遷移は、図７に示されるように、７値６状態となる。各状態には、最大で２本の遷移パスがあるが、ビタビ検出器６０は、１Ｔ毎に確からしい入力パスを１本選択する。過去に遡ると、時系列につなげたパスがマージされるため、そのパスに対応した検出情報が出力される。Ｍ＝３の場合は、図８に示されるように、３Ｔ毎の状態遷移を考える必要がある。この遷移図では、１つの状態に入力する遷移パスは最大で５本あるが、この５本の中から確からしい入力パスを３Ｔ毎に１本選択する。あとは同様にパスマージされたパスに対応して検出情報が３ビット単位で出力される。
【００５１】
図９に、再生データ検出部１４の他の構成が示される。この再生データ検出部１４は、図６に示される構成に等化器２０用の係数コントローラ３０が付加されている。係数コントローラ３０は、ビタビ検出器６０の出力である検出データＭＢと、等化器２０の出力ｘｉとに基づいて等化誤差情報を生成し、等化器２０の入力ｄｒｆとの相関によりタップ係数を修正する。係数コントローラ３０の動作クロックは、周波数ｆｃｈ／Ｍに同期するタイミングとする。これは、周波数ｆｃｈ・Ｎ／Ｍに同期するクロックと、サンプリングした情報のうちの周波数ｆｃｈに同期するクロックとの位相が合うのはＮサイクルに１回であるからである。ただし、タップ係数が予め学習した初期値で十分な再生性能が得られる場合には、必ずしも係数コントローラ３０は必要なく、図６に示されるような構成となる。さらに、アナログフィルタだけで十分な特性が得られる場合には、等化器２０も不要であり、ＡＤ変換器４１から出力される信号ｄｒｆは、補間器５０に直結されてもよい。
【００５２】
図１０に、再生データ検出部１４の他の構成が示される。この再生データ検出部１４により、ＣＤ／ＤＶＤメディアと次世代ＤＶＤメディアの両方を１台の情報再生装置で再生することが可能になる。再生データ検出部１４は、ＡＤ変換器４１、等化器２０、係数コントローラ３０、ＰＬＬ部４８を共通に備え、最小ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号用に補間器５１とビタビ検出器６１を、最小ラン長ｄ＝２のＲＬＬ符号用に補間器５２とビタビ検出器６２を備える。２系統のビタビ検出器出力はセレクタ８３で選択出力される。ｄ＝１系とｄ＝２系は排他的な動作となるため、システムコントローラが生成するメディア選択信号ｍｓｅｌによって、クロックをゲーティングすることにより消費電力を下げる構成としてもよい。
【００５３】
ＰＬＬ部４８は、４種類の同期クロック（ｃｌｋ１１、ｃｌｋ１２、ｃｌｋ２１、ｃｌｋ２２）を出力する。クロックｃｌｋ１１の周波数はｆｃｈ・Ｎ１／Ｍ１、クロックｃｌｋ２１の周波数はｆｃｈ／Ｍ１とし、最小ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号用のクロックである。クロックｃｌｋ１２の周波数はｆｃｈ・Ｎ２／Ｍ２、クロックｃｌｋ２２の周波数はｆｃｈ／Ｍ２とし、最小ラン長ｄ＝２のＲＬＬ符号用のクロックである。最小ラン長ｄ＝２のＲＬＬ符号用の再生信号の方が、チャネル周波数ｆｃｈに対して低い周波数特性になるため、Ｎ２／Ｍ２は、Ｎ１／Ｍ１よりも小さくする。特に（Ｎ１，Ｍ１）＝（２，３）、（Ｎ２，Ｍ２）＝（１，２）が適当である。クロックｃｌｋ１１及びｃｌｋ２１のセットと、クロックｃｌｋ１２及びｃｌｋ２２のセットとは、排他的に出力できればよい。
【００５４】
ＡＤ変換器４１と等化器２０とは、セレクタ８１によって選択出力されたクロックで動作する。セレクタ８１は、最小ラン長ｄ＝１の場合にクロックｃｌｋ１１、最小ラン長ｄ＝２の場合にクロックｃｌｋ１２を選択して出力する。係数コントローラ３は、セレクタ８２によって選択されたクロックで動作する。セレクタ８２は、最小ラン長ｄ＝１の場合にクロックｃｌｋ２１、最小ラン長ｄ＝２の場合にクロックｃｌｋ２２を選択して出力する。
【００５５】
最小ラン長ｄ＝１の場合、補間器５１とビタビ検出器６１とが動作し、セレクタ８３はビタビ検出器６１の検出情報を有効にする。最小ラン長ｄ＝２の場合、補間器５２とビタビ検出器６２とが動作し、セレクタ８３はビタビ検出器６２の検出情報を有効にする。また、補間器５２を使わずに、等化器２０の出力を直接ビタビ検出器６２に入力してもよい。この場合、２Ｔサイクルの状態遷移から情報を検出するビタビ検出構成とする。また、ビタビ検出器６１とビタビ検出器６２とをまとめて回路規模を削減することも可能である。また、最小ラン長ｄの制限の差だけではなく、ＣＤやＤＶＤのメディアの種別によってＮ、Ｍを切り替えてもよい。
【００５６】
図１１に、等化器２０の構成が示される。ここでは、等化器２０は、遅延器２４−１〜４、乗算器２５−１〜５、加算器２６を備え、一般的な５タップのＦＩＲフィルタとして示される。タップ数は、より多くてもよい。通常のフィルタとの差異は、遅延器２４−１〜４の遅延量がチャネル周期Ｔではなく、より長いＴ・Ｍ／Ｎ周期となっていることにある。α１〜α５の５つのタップ係数でインパルス応答をコンボリューション演算したものが出力される。各タップ係数は、係数コントローラ３０により生成される。
【００５７】
図１２には係数コントローラ３０の構成例が示される。係数コントローラ３０は、レプリカ生成器３１、遅延器３２、遅延器３３、遅延器３４−１〜４、乗算器３５−０〜５、減算器３６、積分器３７−１〜５を備える。レプリカ生成器３３は、ビタビ検出結果のＮＲＺＩ信号である信号ＭＢにパーシャルレスポンスの重みを畳み込んでレプリカを生成する。そのレプリカと、遅延器３２により位相を合わせた等化器２０の出力ｘとの差、即ち等化誤差が減算器３６により求められる。係数コントローラ３０は、乗算器３５−０により収束ゲインを等化誤差に乗じ、この等化誤差と等化器２０の入力ｄｒｆとの相関を求め、この相関をタップ係数α１〜α５として等化器２０にフィードバックする。これによって等化誤差と各タップとの相関ができるだけ小さくなるように自動動作がなされ、所望のパーシャネルレスポンス等化が実現できる。即ち、再生データ検出部１４は、等化誤差の２乗平均値が最小となるＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）構成となる。レプリカ生成器３１は、ＰＲのクラスを切り替えるために、パーシャルレスポンスの重みを変えられるように構成されてもよい。
【００５８】
ところで、集光スポットよりも小さな記録マークを再生する場合、符号間干渉量が増加する。これはタップ間の独立性が小さくなることを意味し、自動等化時にタップ係数の収束性が悪くなることを意味する。本発明では、タップ間隔がチャネルクロック周期よりも長いため、タップ間の独立性が高くなり係数の収束が早まるという効果もある。同時に、タップ数も少なくても同等の性能が得られるという効果もある。
【００５９】
図１３に、最小ラン長ｄ＝１用の補間器５１（または５０）の構成例が示される。補間器５１は、遅延器５４−１〜５、乗算器５５−１〜８、加算器５６−１〜２を備える。補間器５１は、１．５Ｔ毎のＲＦデータを３Ｔ毎に２並列（ｘ１、ｘ２）で読み込み、２個の補間フィルタで出力ｙ２に対して１Ｔ遅れたサンプルデータｙ３と１Ｔ進んだｙ１とを生成する。第１の補間フィルタは、遅延器５４−１〜４と乗算器５５−１〜４と加算器５６−１とを備え、出力ｙ１を生成する。第２の補間フィルタは、遅延器５４−１〜２、５４−４〜５と乗算器５５−５〜８と加算器５６−２とを備え、出力ｙ３を生成する。フィルタ次数を上げるほど急峻な減衰率をもつＬＰＦを構成することが可能であるが回路規模の観点から４乃至６タップが適当である。
【００６０】
次に、図１４を参照して、本実施の形態に係る情報再生装置の動作を説明する。図１４には、（Ｎ，Ｍ）＝（２，３）で４Ｔマーク４Ｔスペース連続パタンを再生する場合の動作波形が示される。図１４（ａ）に、チャネル周波数の２／３倍の周波数の同期クロックｃｌｋ１（周期：１．５Ｔ）が示される。図１４（ｂ）に、ＲＦ信号をチャネル周波数の２／３倍同期クロック（１．５Ｔ）でサンプリングするＡＤ変換器４１の出力ｄｒｆが示される。この信号ｄｒｆを等化器２０によって波形等化がなされた信号ｘ１の波形が図１４（ｃ）に示される。その信号ｘ１を１周期（１．５Ｔ）遅延させた信号ｘ２の波形は、図１４（ｄ）に示される。この信号ｘ１及びｘ２は、１／３同期クロックで動作する補間器５０（５１）により補間処理がなされ、図１４（ｆ）〜（ｈ）に示されるように、３並列の１Ｔサンプル情報ｙ３、ｙ２、ｙ１が生成される。この３情報列は３並列入力のビタビ検出器６０（６１）により３ｂｉｔ毎にデータが出力される。したがって、図１４（ｉ）に示されるように、３Ｔ周期で３ｂｉｔ情報が出力される。
【００６１】
このように、チャネルクロックよりも低い周波数で回路系が動作するため、最小ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号を用いた場合でも再生性能を落とさず回路規模および消費電力を下げることが可能になる。また、高密度に適したＰＲクラスは、拘束長が長くなることにより隣接タップ間の相関が強くなる。したがって、タップ間隔が１Ｔより長い方がより収束が早くなるため、適応等化器の収束を高速化することができる。本発明は、最小ラン長ｄ＝１の記録符号で高密度記録された光ディスク装置に好適であり、ＣＤ／ＤＶＤの再生にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】従来のハーフレート検出方法によるデジタルデータ再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ＤＶＤ及び次世代ＤＶＤの再生信号の周波数スペクトラムを示す図である。
【図３】ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号、ＰＲ（１，２，２，１）チャネルのアイパタン図である（１Ｔサンプル）。
【図４】ラン長ｄ＝１のＲＬＬ符号、ＰＲ（１，２，２，１）チャネルのアイパタン図である（１．５Ｔサンプル）。
【図５】エリアシングと補間器周波数特性を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る情報再生装置の構成を示すブロック図である。
【図７】ラン長ｄ＝１符号、ＰＲ（１，２，２，１）チャネルの１Ｔ毎の状態遷移図である。
【図８】ラン長ｄ＝１符号、ＰＲ（１，２，２，１）チャネルの３Ｔ毎の状態遷移図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る適応等化器を搭載した再生データ検出部の構成を示すブロック図である。
【図１０】同（Ｎ，Ｍ）＝（２，３）及び（Ｎ，Ｍ）＝（１，２）の両方を再生可能とする再生データ検出部の構成を示すブロック図である。
【図１１】同等化器の構成を示すブロック図である。
【図１２】同係数コントローラの構成を示すブロック図である。
【図１３】同補間器の構成を示すブロック図である。
【図１４】同動作の説明するための波形図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 光ディスク媒体
１１ ピックアップ
１２ アクチュエータサーボ機構
１３ プリアンプ
１４ 再生データ検出部
１６ フォーマッター
１７ ＥＣＣ復調器
１９ システムコントローラ
２０ 等化器
２４−１〜４ 遅延器
２５−１〜５ 乗算器
２６ 加算器
３０ 係数コントローラ
３１ レプリカ生成器
３２、３３、３４−１〜４ 遅延器
３５−１〜３５−５ 乗算器
３６ 減算器
３７−１〜５ 積分器
４１ ＡＤ変換器
４４ 遅延器
４７、４８ ＰＬＬ部
５０、５１、５２ 補間器
５４−１〜５ 遅延器
５５−１〜８ 乗算器
５６−１〜２ 加算器
６０、６１、６２ ビタビ検出器（最尤検出器）
８１、８２、８３ セレクタ
１００ 光記録媒体
１０１ ピックアップ
１０２ プリアンプ
１０３ 波形等化器
１０４ ＡＤ変換器
１０５ ハーフレート処理用オフセット制御部
１０６ ハーフレート処理用適応等化部
１０７ ハーフレート処理用最尤復号部
１０８ ハーフレート処理用位相誤差情報検出部
１０９ ループフィルタ
１１０ クロック生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎを２以上の整数とし、ＭをＮ／Ｍ＞０．５を満たす整数とするとき、最小ラン長を１とするラン長制限符号により記録された光ディスク媒体から読み出す読み出し信号をデジタル信号に変換し、前記読み出し信号に含まれるチャネル周波数のＮ／Ｍ倍の周波数の第１クロックに同期して出力するデジタル変換部と、
前記第１クロックに同期して前記デジタル信号を予め指定されたパーシャルレスポンス（ＰＲ）特性に等化する等化器と、
前記等化器から出力されるＮ個の入力データに基づいてＭ個の出力データに変換し、前記チャネル周波数の１／Ｍ倍の周波数の第２クロックに同期して前記出力データを出力する補間器と、
前記補間器から出力される前記出力データに基づいてＭビットの検出情報に変換し、前記第２クロックに同期して前記検出情報を出力する最尤検出器と、
前記読み出し信号に基づいて前記第１クロックと前記第２クロックとを生成するＰＬＬ部と
を具備する情報再生装置。
【請求項２】
前記補間器は、前記入力データをＮ個並列に入力し、前記出力データをＭ個並列に出力し、
前記最尤検出器は、前記検出情報をＭビット並列に出力する
請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項３】
前記等化器は、
タップ係数が可変であって前記第１クロックに同期して動作するＦＩＲフィルタと、
前記タップ係数を前記第２クロックに同期して設定する係数コントローラと
を備え、
係数コントローラは、前記検出情報と、前記ＦＩＲフィルタの出力とに基づいて生成される等化誤差が最小になるように前記タップ係数を設定する
請求項１または請求項２に記載の情報再生装置。
【請求項４】
Ｎ＝２、Ｍ＝３とする
請求項１から請求項３のいずれかに記載の情報再生装置。
【請求項５】
Ｎ１を２以上の整数とし、Ｍ１をＮ１／Ｍ１＞０．５を満たす整数とし、
Ｎ２を１以上の整数とし、Ｍ２をＮ２＜Ｍ２かつＮ２×Ｍ１＜Ｍ２×Ｎを満たす整数とするとき、
ラン長制限符号により記録された光ディスク媒体から読み出す読み出し信号をデジタル信号に変換し、サンプリングクロックに同期して前記デジタル信号を出力するデジタル変換部と、
前記デジタル信号に基づいて、前記読み出し信号のチャネル周波数のＮ１／Ｍ１倍の周波数の第１クロックと、前記チャネル周波数の１／Ｍ１倍の周波数の第２クロックと、前記チャネル周波数のＮ２／Ｍ２倍の周波数の第３クロックと、前記チャネル周波数の１／Ｍ２倍の周波数の第４クロックとを生成するＰＬＬ部と、
前記デジタル信号を予め指定されたパーシャルレスポンス特性に等化された等化信号を前記サンプリングクロックに同期して出力する等化器と、
前記等化信号をＮ１相並列に入力し、前記チャネル周波数の周期毎の補間信号に補間してＭ１相並列に出力する補間器と、前記補間信号は前記第２クロックに同期して出力され、
前記補間信号に基づいて、最も確からしい状態遷移を選択して第１データ列を検出し、前記第１データ列を前記第２クロックの周期毎に検出情報としてＭ１ビット並列に出力する最尤検出器と、
前記等化信号をＮ２相並列に入力して第２データ列を検出し、前記第２データ列を前記第４クロックの周期毎に前記検出情報としてＭ２ビット並列に出力する情報検出器と
を具備し、
前記サンプリングクロックは、最小ラン長が１のラン長制限符号で記録されている前記光ディスク媒体から読み出し信号を読み出すとき、前記第１クロックであり、最小ラン長が２のラン長制限符号で記録されている前記光ディスク媒体から前記読み出し信号を読み出すとき、前記第３クロックである
情報再生装置。
【請求項６】
前記等化器は、前記サンプリングクロックに基づいて動作し、
前記補間器と前記最尤検出器とは、前記第２クロックに同期して動作し、
前記情報検出器は、前記第４クロックに同期して動作する
請求項５に記載の情報再生装置。
【請求項７】
前記第１データ列または前記第２データ列を選択して前記検出情報として出力するセレクタをさらに具備し、
前記等化器は、
タップ係数を変更設定可能なＦＩＲフィルタと、
前記検出情報と前記ＦＩＲフィルタの出力とに基づいて生成される等化誤差が最小になるように前記タップ係数を設定する係数コントローラと
を備え、
前記最小ラン長が１のとき、前記セレクタは前記検出情報として前記第１データ列を選択して出力し、前記ＦＩＲフィルタは前記第１クロックに同期して動作し、前記係数コントローラは前記第２クロックに同期して動作し、
前記最小ラン長が２のとき、前記セレクタは前記検出情報として前記第２データ列を選択して出力し、前記ＦＩＲフィルタは前記第３クロックに同期して動作し、前記係数コントローラは前記第４クロックに同期して動作する
請求項５または請求項６に記載の情報再生装置。
【請求項８】
Ｎ１＝２、Ｍ１＝３、Ｎ２＝１、Ｍ２＝２とする
請求項５から請求項７のいずれかに記載の情報再生装置。
【請求項９】
Ｎを２以上の整数とし、ＭをＮ／Ｍ＞０．５を満たす整数とするとき、
最小ラン長１のラン長制限符号により情報が記録された光ディスク媒体から再生され、限られた状態遷移をするデータ列を含む読み出し信号をデジタル信号に変換し、入力データ列を生成するデジタル変換部と、
前記入力データ列のうちのＮ個の入力データに基づいて補間し、Ｍ個の補間データを出力する補間部と、
前記補間データに基づいて、最も確からしい状態遷移を選択し、前記データ列を検出して出力する最尤検出部と
を具備する情報再生装置。
【請求項１０】
前記読み出し信号に含まれるチャネル周波数のＮ／Ｍ倍の周波数の第１クロックと、前記チャネル周波数の１／Ｍ倍の周波数の第２クロックとを生成するＰＬＬ部をさらに具備し、
前記デジタル変換部は、前記第１クロックに同期して前記入力データを出力し、
前記補間部は、前記第２クロックに同期して前記補間データを出力し、
前記最尤検出部は、前記第２クロックに同期して前記データ列を出力する
請求項９に記載の情報再生装置。
【請求項１１】
前記デジタル変換部は、
前記読み出し信号を前記デジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
前記デジタル信号を予め指定されたパーシャルレスポンス（ＰＲ）特性に等化する等化器と
を備える
請求項９または請求項１０に記載の再生装置。
【請求項１２】
前記等化器は、タップ係数が設定可能であるＦＩＲフィルタを含み、
前記デジタル変換部は、前記ＦＩＲフィルタのタップ係数を設定する係数コントローラをさらに備える
請求項１１に記載の情報再生装置。
【請求項１３】
前記ＦＩＲフィルタは、前記第１クロックに同期して動作し、
前記係数コントローラは、前記第２クロックに同期して動作する
請求項１２に記載の情報再生装置。
【請求項１４】
Ｎ＝２、Ｍ＝３とする
請求項９から請求項１３のいずれかに記載の情報再生装置。
【請求項１５】
Ｎを２以上の整数とし、ＭをＮ／Ｍ＞０．５を満たす整数とするとき、
最小ラン長が１のラン長制限符号により記録された光ディスク媒体から読み出す読み出し信号をデジタル信号に変換し、前記読み出し信号のチャネル周波数のＮ／Ｍ倍の周波数の第１クロックに同期して出力するデジタル変換ステップと、
前記第１クロックに同期して前記デジタル信号を予め指定されたパーシャルレスポンス（ＰＲ）特性に等化する等化ステップと、
前記等化ステップにおいて算出されるＮ個の入力データに基づいてＭ個の出力データに変換し、前記チャネル周波数の１／Ｍ倍の周波数の第２クロックに同期して前記出力データを出力する補間ステップと、
前記補間ステップにおいて出力される前記出力データに基づいてＭビットの検出情報に変換し、前記第２クロックに同期して前記検出情報を出力する最尤検出ステップと、
前記読み出し信号に基づいて前記第１クロックと前記第２クロックとを生成するクロック生成ステップと
を具備する情報再生方法。
【請求項１６】
前記等化ステップは、
タップ係数が可変であり、前記第１クロックに同期して動作するＦＩＲフィルタステップと、
前記第２クロックに同期して前記タップ係数を設定する係数設定ステップと
を備え、
前記係数設定ステップは、前記ＦＩＲフィルタステップにより算出されるフィルタ出力と、前記検出情報とに基づいて等化誤差を算出する等化誤差算出ステップと、前記等化誤差が最小になるように前記タップ係数を設定するタップ係数設定ステップとを含む
請求項１５に記載の情報再生方法。
【請求項１７】
Ｎ＝２、Ｍ＝３とする
請求項１５または請求項１６に記載の情報再生方法。
【請求項１】
Ｎを２以上の整数とし、ＭをＮ／Ｍ＞０．５を満たす整数とするとき、最小ラン長を１とするラン長制限符号により記録された光ディスク媒体から読み出す読み出し信号をデジタル信号に変換し、前記読み出し信号に含まれるチャネル周波数のＮ／Ｍ倍の周波数の第１クロックに同期して出力するデジタル変換部と、
前記第１クロックに同期して前記デジタル信号を予め指定されたパーシャルレスポンス（ＰＲ）特性に等化する等化器と、
前記等化器から出力されるＮ個の入力データに基づいてＭ個の出力データに変換し、前記チャネル周波数の１／Ｍ倍の周波数の第２クロックに同期して前記出力データを出力する補間器と、
前記補間器から出力される前記出力データに基づいてＭビットの検出情報に変換し、前記第２クロックに同期して前記検出情報を出力する最尤検出器と、
前記読み出し信号に基づいて前記第１クロックと前記第２クロックとを生成するＰＬＬ部と
を具備する情報再生装置。
【請求項２】
前記補間器は、前記入力データをＮ個並列に入力し、前記出力データをＭ個並列に出力し、
前記最尤検出器は、前記検出情報をＭビット並列に出力する
請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項３】
前記等化器は、
タップ係数が可変であって前記第１クロックに同期して動作するＦＩＲフィルタと、
前記タップ係数を前記第２クロックに同期して設定する係数コントローラと
を備え、
係数コントローラは、前記検出情報と、前記ＦＩＲフィルタの出力とに基づいて生成される等化誤差が最小になるように前記タップ係数を設定する
請求項１または請求項２に記載の情報再生装置。
【請求項４】
Ｎ＝２、Ｍ＝３とする
請求項１から請求項３のいずれかに記載の情報再生装置。
【請求項５】
Ｎ１を２以上の整数とし、Ｍ１をＮ１／Ｍ１＞０．５を満たす整数とし、
Ｎ２を１以上の整数とし、Ｍ２をＮ２＜Ｍ２かつＮ２×Ｍ１＜Ｍ２×Ｎを満たす整数とするとき、
ラン長制限符号により記録された光ディスク媒体から読み出す読み出し信号をデジタル信号に変換し、サンプリングクロックに同期して前記デジタル信号を出力するデジタル変換部と、
前記デジタル信号に基づいて、前記読み出し信号のチャネル周波数のＮ１／Ｍ１倍の周波数の第１クロックと、前記チャネル周波数の１／Ｍ１倍の周波数の第２クロックと、前記チャネル周波数のＮ２／Ｍ２倍の周波数の第３クロックと、前記チャネル周波数の１／Ｍ２倍の周波数の第４クロックとを生成するＰＬＬ部と、
前記デジタル信号を予め指定されたパーシャルレスポンス特性に等化された等化信号を前記サンプリングクロックに同期して出力する等化器と、
前記等化信号をＮ１相並列に入力し、前記チャネル周波数の周期毎の補間信号に補間してＭ１相並列に出力する補間器と、前記補間信号は前記第２クロックに同期して出力され、
前記補間信号に基づいて、最も確からしい状態遷移を選択して第１データ列を検出し、前記第１データ列を前記第２クロックの周期毎に検出情報としてＭ１ビット並列に出力する最尤検出器と、
前記等化信号をＮ２相並列に入力して第２データ列を検出し、前記第２データ列を前記第４クロックの周期毎に前記検出情報としてＭ２ビット並列に出力する情報検出器と
を具備し、
前記サンプリングクロックは、最小ラン長が１のラン長制限符号で記録されている前記光ディスク媒体から読み出し信号を読み出すとき、前記第１クロックであり、最小ラン長が２のラン長制限符号で記録されている前記光ディスク媒体から前記読み出し信号を読み出すとき、前記第３クロックである
情報再生装置。
【請求項６】
前記等化器は、前記サンプリングクロックに基づいて動作し、
前記補間器と前記最尤検出器とは、前記第２クロックに同期して動作し、
前記情報検出器は、前記第４クロックに同期して動作する
請求項５に記載の情報再生装置。
【請求項７】
前記第１データ列または前記第２データ列を選択して前記検出情報として出力するセレクタをさらに具備し、
前記等化器は、
タップ係数を変更設定可能なＦＩＲフィルタと、
前記検出情報と前記ＦＩＲフィルタの出力とに基づいて生成される等化誤差が最小になるように前記タップ係数を設定する係数コントローラと
を備え、
前記最小ラン長が１のとき、前記セレクタは前記検出情報として前記第１データ列を選択して出力し、前記ＦＩＲフィルタは前記第１クロックに同期して動作し、前記係数コントローラは前記第２クロックに同期して動作し、
前記最小ラン長が２のとき、前記セレクタは前記検出情報として前記第２データ列を選択して出力し、前記ＦＩＲフィルタは前記第３クロックに同期して動作し、前記係数コントローラは前記第４クロックに同期して動作する
請求項５または請求項６に記載の情報再生装置。
【請求項８】
Ｎ１＝２、Ｍ１＝３、Ｎ２＝１、Ｍ２＝２とする
請求項５から請求項７のいずれかに記載の情報再生装置。
【請求項９】
Ｎを２以上の整数とし、ＭをＮ／Ｍ＞０．５を満たす整数とするとき、
最小ラン長１のラン長制限符号により情報が記録された光ディスク媒体から再生され、限られた状態遷移をするデータ列を含む読み出し信号をデジタル信号に変換し、入力データ列を生成するデジタル変換部と、
前記入力データ列のうちのＮ個の入力データに基づいて補間し、Ｍ個の補間データを出力する補間部と、
前記補間データに基づいて、最も確からしい状態遷移を選択し、前記データ列を検出して出力する最尤検出部と
を具備する情報再生装置。
【請求項１０】
前記読み出し信号に含まれるチャネル周波数のＮ／Ｍ倍の周波数の第１クロックと、前記チャネル周波数の１／Ｍ倍の周波数の第２クロックとを生成するＰＬＬ部をさらに具備し、
前記デジタル変換部は、前記第１クロックに同期して前記入力データを出力し、
前記補間部は、前記第２クロックに同期して前記補間データを出力し、
前記最尤検出部は、前記第２クロックに同期して前記データ列を出力する
請求項９に記載の情報再生装置。
【請求項１１】
前記デジタル変換部は、
前記読み出し信号を前記デジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
前記デジタル信号を予め指定されたパーシャルレスポンス（ＰＲ）特性に等化する等化器と
を備える
請求項９または請求項１０に記載の再生装置。
【請求項１２】
前記等化器は、タップ係数が設定可能であるＦＩＲフィルタを含み、
前記デジタル変換部は、前記ＦＩＲフィルタのタップ係数を設定する係数コントローラをさらに備える
請求項１１に記載の情報再生装置。
【請求項１３】
前記ＦＩＲフィルタは、前記第１クロックに同期して動作し、
前記係数コントローラは、前記第２クロックに同期して動作する
請求項１２に記載の情報再生装置。
【請求項１４】
Ｎ＝２、Ｍ＝３とする
請求項９から請求項１３のいずれかに記載の情報再生装置。
【請求項１５】
Ｎを２以上の整数とし、ＭをＮ／Ｍ＞０．５を満たす整数とするとき、
最小ラン長が１のラン長制限符号により記録された光ディスク媒体から読み出す読み出し信号をデジタル信号に変換し、前記読み出し信号のチャネル周波数のＮ／Ｍ倍の周波数の第１クロックに同期して出力するデジタル変換ステップと、
前記第１クロックに同期して前記デジタル信号を予め指定されたパーシャルレスポンス（ＰＲ）特性に等化する等化ステップと、
前記等化ステップにおいて算出されるＮ個の入力データに基づいてＭ個の出力データに変換し、前記チャネル周波数の１／Ｍ倍の周波数の第２クロックに同期して前記出力データを出力する補間ステップと、
前記補間ステップにおいて出力される前記出力データに基づいてＭビットの検出情報に変換し、前記第２クロックに同期して前記検出情報を出力する最尤検出ステップと、
前記読み出し信号に基づいて前記第１クロックと前記第２クロックとを生成するクロック生成ステップと
を具備する情報再生方法。
【請求項１６】
前記等化ステップは、
タップ係数が可変であり、前記第１クロックに同期して動作するＦＩＲフィルタステップと、
前記第２クロックに同期して前記タップ係数を設定する係数設定ステップと
を備え、
前記係数設定ステップは、前記ＦＩＲフィルタステップにより算出されるフィルタ出力と、前記検出情報とに基づいて等化誤差を算出する等化誤差算出ステップと、前記等化誤差が最小になるように前記タップ係数を設定するタップ係数設定ステップとを含む
請求項１５に記載の情報再生方法。
【請求項１７】
Ｎ＝２、Ｍ＝３とする
請求項１５または請求項１６に記載の情報再生方法。
【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】
【公開番号】特開２００８−１８１５８３（Ｐ２００８−１８１５８３Ａ）
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３０００（Ｐ２００７−１３０００）
【出願日】平成１９年１月２３日（２００７．１．２３）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２３日（２００７．１．２３）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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