(57)【要約】【課題】非線形な再生波形に対する検出性能を改善できる情報再生装置を提供する。【解決手段】等化器１０５は、再生信号を、所望のＰＲ特性となるように等化する。ビタビ検出器１０６は、等化器１０５によって等化された等化再生信号から、２値データを検出する。レベル平均値算出器１０７は、等化器１０５の入力信号と、ビタビ検出器１０６が出力する検出データとに基づいて、検出データのパターンごとに、等化器１０５の入力信号の平均値を算出する。等化目標算出器１０９は、レベル平均値算出器１０７で算出された、検出データのパターンに対応する平均値を、等化目標値として、タップ係数算出器１０８に出力する。タップ係数算出器１０８は、等化目標値と等化器１０５の入力信号とから、等化器１０５のタップ係数を算出する。【選択図】図１
2008300023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録媒体からの再生信号を等化する等化器と、
前記等化器で等化された等化再生信号を入力し、ビタビ検出により２値信号を検出するビタビ検出器と、
前記等化器における等化目標値を、前記等化器に入力する再生信号に基づいて生成する目標信号生成手段と、
前記等化目標値と前記再生信号とから前記等化器のタップ係数を算出するタップ係数算出器とを備えることを特徴とする情報再生装置。
【請求項２】
前記目標信号生成手段が、前記等化器に入力する再生信号と前記ビタビ検出器が出力する２値信号パターンとに基づいて、前記２値信号パターンに対する前記再生信号のレベル平均値を算出するレベル平均値算出器と、該レベル平均値算出器の出力とビタビ検出器が出力する２値信号パターンとから、前記等化目標値を求める等化目標算出器とを含む、請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項３】
前記レベル平均値算出器は、前記２値信号パターンごとに、前記再生信号のレベル平均値を算出する、請求項２に記載の情報再生装置。
【請求項４】
情報記録媒体からの再生信号を等化する等化器と、
前記等化器で等化された等化再生信号を入力し、ビタビ検出により２値信号を検出するビタビ検出器と、
前記等化器における等化目標値を、２次のパーシャルレスポンス係数を用いて算出する目標信号生成手段と、
前記等化目標値と前記再生信号とから前記等化器のタップ係数を算出するタップ係数算出器とを備えることを特徴とする情報再生装置。
【請求項５】
前記目標信号生成手段は、前記ビタビ検出器が出力する２値信号パターンと、２次のパーシャルレスポンス係数とに基づいて、前記等化目標値を算出する、請求項４に記載の情報再生装置。
【請求項６】
前記等化器に入力する再生信号と前記ビタビ検出器が出力する２値信号パターンとに基づいて、前記２次のパーシャルレスポンス係数を算出する係数算出器を有する、請求項４又は５に記載の情報再生装置。
【請求項７】
前記目標信号生成手段は、前記情報記録媒体に記録されたデータ列をａｉ、前記２次のパーシャルレスポンス係数をｈ１＿ｉ、ｈ２＿ｉ，ｊ、ＰＲ拘束長をｍとして、等化目標値ｚｋを、
【数１】
2008300023.tif 000007
により求める、請求項４〜６の何れか一に記載の情報再生装置。
【請求項８】
前記ｈ２＿ｉ，ｊのうち、０とは異なる値を有するｈ２＿ｉ，ｊが５個以下である、請求項４〜７の何れか一に記載の情報再生装置。
【請求項９】
前記等化目標値の個数が、前記ビタビ検出のブランチメトリックの個数と一致する、請求項４〜８の何れか一に記載の情報再生装置。
【請求項１０】
前記ビタビ検出器におけるブランチメトリック算出時の基準値と、前記等化目標値とが一致している、請求項１〜９の何れか一に記載の情報再生装置。
【請求項１１】
前記ビタビ検出器におけるブランチメトリックの個数が１６である、請求項１〜１０の何れか一に記載の情報再生装置。
【請求項１２】
情報記録媒体からの再生信号を等化し、ビタビ検出により２値信号を再生する情報の再生方法であって、
等化の際の等化目標値を、前記等化前の再生信号に基づいて算出することを特徴とする情報再生方法。
【請求項１３】
前記等化目標値と前記再生信号とから前記等化の際のタップ係数を決定する、請求項１２に記載の情報再生方法。
【請求項１４】
前記情報記録媒体に記録されたデータ列のパターンに対する等化前の前記再生信号を平均化し、前記等化目標値とする、請求項１２又は１３に記載の情報再生方法。
【請求項１５】
情報記録媒体からの再生信号を等化し、ビタビ検出により２値信号を再生する情報の再生方法であって、
等化の際の等化目標値を、２次のパーシャルレスポンス係数を用いて算出することを特徴とする情報再生方法。
【請求項１６】
前記ビタビ検出器が出力する２値信号パターンと、２次のパーシャルレスポンス係数とに基づいて、前記等化目標値を算出する、請求項１５に記載の情報再生方法。
【請求項１７】
前記等化器に入力する再生信号と前記ビタビ検出器が出力する２値信号パターンとに基づいて、前記２次のパーシャルレスポンス係数を算出する、請求項１５又は１６に記載の情報再生方法。
【請求項１８】
前記情報記録媒体に記録されたデータ列をａｉ、前記２次のパーシャルレスポンス係数をｈ１＿ｉ、ｈ２＿ｉ，ｊ、ＰＲ拘束長をｍとして、等化目標値ｚｋを、
【数１】
2008300023.tif 000008
により求める、請求項１５〜１７の何れか一に記載の情報再生方法。
【請求項１９】
前記ｈ２＿ｉ，ｊのうち、０とは異なる値を有するｈ２＿ｉ，ｊが５個以下である、請求項１８に記載の情報再生方法。
【請求項２０】
前記等化目標値の個数が、前記ビタビ検出のブランチメトリックの個数と一致する、請求項１５〜１９の何れか一に記載の情報再生方法。
【請求項２１】
前記ビタビ検出におけるブランチメトリック算出時の基準値と、前記等化目標値とが一致している、請求項１２〜２０の何れか一に記載の情報再生方法。
【請求項２２】
前記ビタビ検出におけるブランチメトリックの個数が１６である、請求項１２〜２１の何れか一に記載の情報再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報再生装置及び方法に関し、更に詳しくは、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）方式を用いた情報再生装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置等の高密度記録された情報の再生方式として、ＰＲＭＬ方式と呼ばれる信号処理技術がある。ＰＲＭＬ方式は、パーシャルレスポンス波形等化と最尤検出とを組み合わせた方式であり、再生チャネルを考慮した最尤検出器の特性を最大限に引き出すために、再生信号を波形等化によって補正した後に、最尤検出を行う。
【０００３】
ＰＲ方式は、拘束長をＮとすると、ＰＲ（ｈ０、ｈ１、…、ｈＮ−１）のように表すことができる。ＰＲ方式では、記録データ列ａｋ“０１０…０”に対して、ヘッドから読み出された信号をＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタに代表される等化器によって、出力値が“０ｈ０ｈ１…ｈＮ−１０…０”となるように、符号間干渉を利用した波形等化を行う。これにより、記録データ列は、等化後には、多値のデータとなる。拘束長Ｎが大きくなるほど、より多値となる。
【０００４】
ＰＲ方式では、記録密度等の違いによる再生信号の特性に合わせて、拘束長Ｎやｈｉ（ｉ＝０、１、…、Ｎ−１）を変える。初期には、拘束長Ｎ＝２のＰＲ（１、１）方式が利用されていたが、近年の高密度化をめざす光ディスク装置では、ＰＲ（１、２、２、１）方式やＰＲ（１、２、２、２、１）方式が使われることが主流となってきている。
【０００５】
図４に、記録波形と、ＰＲ方式での出力波形とを示す。記録波形（ａ）に対して、ＰＲ（１、２、２、１）方式の出力波形は、（ｂ）に示すようになり、ＰＲ（１、２、２、２、１）方式の出力波形は、（ｃ）に示すようになる。また、それぞれのＰＲ方式のアイパターンを、図５（ａ）及び（ｂ）に示す。図５（ａ）は、ＰＲ（１、２、２、１）方式のアイパターンであり、図５（ｂ）は、ＰＲ（１、２、２、２、１）方式のアイパターンである。このように、２値の記録波形に対して、ＰＲ方式の出力波形は多値となる。
【０００６】
拘束長Ｎの最尤検出器は、Ｎ−１の長さの記録データ列ａｋ−Ｎ＋１、ａｋ−Ｎ＋２、…、ａｋ−１のパターンに基づいた時刻ｋ−１における状態に対して、時刻ｋの入力信号系列ｙｋによる状態遷移に基づいて、情報検出を行う。通常、情報記録媒体に記録される記録データ列は、適当な符号化によって、連続する“１”の数と連続する“０”の数とが所定長さに制限される。符号化方式は、記録データ列ａｋの連続する１又は０の最小数である最小ランレングスｄによって特徴づけられる。例えば、最も単純な拘束長Ｎが「２」のＰＲ（１、１）方式で、最小ランレングスｄ＝０の場合の状態遷移は、ａｋ＝０を状態Ｓ０に、ａｋ＝１を状態Ｓ１に割り当てるとすると、図６に示すように、等化器の出力に合わせた“０、１、２”の３値基準値で２状態の遷移をする。なお、ＤＣ成分を除去した基準値を用いることが一般的であり、これ以降はこの表記に準じて、“０、１、２”を“−１、０、１”と表現する。
【０００７】
図７に、図６の状態遷移図を時間軸上に展開したトレリス線図を示す。トレリス線図における、各時刻のパスの長さをブランチメトリックと呼ぶ。状態Ｓ（ｋ−１）＝Ｓｉ（ｉ＝０，１）から、状態Ｓ（ｋ）＝Ｓｊ（ｊ＝０，１）に遷移するブランチメトリックは、下記の式１で与えられる。
ｌｋ００＝（ｙｋ−（−１））２
ｌｋ０１＝（ｙｋ−０）２
ｌｋ１０＝（ｙｋ−０）２ 
ｌｋ１１＝（ｙｋ−１）２                （１）
【０００８】
ビタビアルゴリズムでは、トレリス線図でのある時刻ｋでの１つの状態に入力するパスのうち、時刻ｋ−１までのパスの長さの総和と、時刻ｋで入力されたｙｋの値とから、それぞれのパスを通った場合のパスの長さを計算し、より小さいパスを選択する操作を行う。ある時刻において、各状態に至るパスの長さの最小値をパスメトリックといい、ＰＲ（１、１）方式のパスメトリックは、下記の式２で与えられる。
ｍｋ（Ｓ０）＝ｍｉｎ｛ｍｋ−１（Ｓ０）＋ｌｋ００，ｍｎ−１（Ｓ１）＋ｌｋ１０｝
ｍｋ（Ｓ１）＝ｍｉｎ｛ｍｋ−１（Ｓ０）＋ｌｋ０１，ｍｋ−１（Ｓ１）＋ｌｋ１１｝      （２）
【０００９】
ｍｋ（Ｓ０）は、時刻ｋにおいて状態Ｓ０に遷移するパスの長さの最小値を示している。すなわち、時刻ｋ−１に状態Ｓ０に遷移するまでのパスメトリックと、時刻ｋ−１において状態Ｓ０から時刻ｋにＳ０に遷移するブランチメトリックとの和と、時刻ｋ−１に状態Ｓ１に遷移するまでのパスメトリックと、時刻ｋ−１において状態Ｓ１から時刻ｋにＳ０に遷移するブランチメトリックとの和のうちで、最小となる方が選択される。各時刻において、式２のメトリックを持つパスのみが、最尤パスとなる可能性を有するパスとして残り、パスメトリックが更新される。こうして残されたパスを生き残りパスと呼び、生き残りパスを過去に溯っていくと、ある時点でパスが１本にマージする確率が高くなる。マージしたパスを最尤パスとして検出し、検出データが得られる。拘束長が増えた場合も、ブランチの数が増えるだけで、同じような原理で最尤パスを求めることで検出データを得ることができる。
【００１０】
ところで、情報の高密度化により、情報記録媒体上のピット形状の歪みが大きくなると、再生波形にアシンメトリなどの非線形歪みが発生するようになる。アシンメトリは、主に記録されたマーク形状に依存して発生する。図８に、アシンメトリのある再生波形の例を示す。アシンメトリが発生すると、再生波形は、図８に示すように、多値のレベルの間隔が、振幅方向にアンバランスになる。最長のマークとスペースとに対する再生波形の値をそれぞれＩ１１Ｈ、Ｉ１１Ｌとし、最短のマークとスペースに対する再生波形の値をそれぞれＩ２Ｈ、Ｉ２Ｌとすると、アシンメトリは、
０．５×［（Ｉ１１Ｈ＋Ｉ１１Ｌ）−（Ｉ２Ｈ＋Ｉ２Ｌ）］／（Ｉ１１Ｈ−Ｉ１１Ｌ）
で定義される。
【００１１】
ＰＲＭＬ方式において、等化器として一般的に用いられるＦＩＲフィルタのような線形フィルタでは、非線形性を低減できない。また、ビタビ検出器の基準値も、アシンメトリのような非線形歪に対して対応できるように設定されていない。アシンメトリのある再生波形は、パターンの粗密に対応した正と負のピークレベルが、中心となる基準値に対して対称にならない、つまりは正負のピークレベルの中心がパターンの粗密によって異なるという非線形な現象が生じる。このため、例えば、ＰＲ（１、１）ＭＬ方式においては、ビタビ検出器の入力基準レベルは“−１、０、１”となるが、アシンメトリのある波形の場合、入力波形が“−０．８、０．１、１．２”となる可能性がある。この場合、正しい基準値に対して、誤差が“−０．２、０．１、０．２”とそれぞれ異なっており、オフセット補正では完全な補正は行うことができない。各時刻において誤差が生じると、誤ったパスが選択される可能性が高くなり、検出精度を劣化させるという問題がある。更に、記録密度が高くなることによって、再生信号は符号間干渉が増加することから、検出精度の低下を抑えるために高次のＰＲＭＬ方式を用いることがある。この場合、ビタビ検出器の基準値は増加し、その間隔は狭くなるので、同じアシンメトリ量でも、相対的にそのずれは大きくなり再生性能が劣化する。
【００１２】
上記した再生性能の劣化を抑制するために、適応ＰＲＭＬ方式が提案されている。適応ＰＲＭＬ方式については、例えば、非特許文献１に記載されている。適応ＰＲＭＬ方式を用いた情報再生装置の構成を、図９に示す。適応ＰＲＭＬ方式の情報再生装置は、光ヘッド２０２、Ａ／Ｄ変換器２０３、ＰＬＬ回路２０４、等化器２０５、ビタビ検出器２０６、レベル平均値算出器２０７、タップ係数算出器２０８、及び、等化目標算出器２０９を備えている。光ディスク媒体２０１は、図示しないスピンドルモータにより、等角速度回転或いは等線速度回転で回転する。光ヘッド２０２は、対物レンズにより、光ディスク媒体２０１上に記録された情報マークに、集光スポットを照射する。光ヘッド２０２は、図示しないサーバ回路により、ディスク面と対物レンズとの間の距離、及び、ディスク案内溝と集光スポットの半径位置とが、それぞれ正確に制御される。
【００１３】
光ディスク媒体２０１からの反射光は、情報マークの有無により反射率或いは偏光が変化する。これを、図示しない検出器で検出することにより、再生信号が得られる。再生信号は、Ａ／Ｄ変換器２０３にてディジタル再生信号に変換される。ＰＬＬ回路２０４は、Ａ／Ｄ変換されたディジタル再生信号を入力し、入力チャネル周波数に同期するように位相制御を行って、固定サンプリングレートのデータ列から補間したリサンプリング信号を出力する。等化器２０５は、ＰＬＬ回路２０４の出力を、外部から設定するＰＲ特性となるように等化する。等化器２０５におけるタップ係数は、タップ係数算出器２０８によって制御される。
【００１４】
ビタビ検出器２０６は、等化器２０５の出力を入力し、レベル平均値算出器２０７の出力をビタビ検出におけるブランチメトリック算出時の基準値として最尤検出を行い、記録データ列を検出する。レベル平均値算出器２０７は、等化器２０５の出力と検出された記録データ列とに基づいて、記録データ列のパターンに対応する等化器２０５の出力の平均を算出する。等化目標算出器２０９は、記録データ列を入力し、記録データ列とＰＲ方式の係数との畳込みにより、等化目標信号を生成して出力する。タップ係数算出器２０８は、ＰＬＬ回路２０４の出力と等化目標算出器２０９の出力とを入力し、ＰＬＬ回路２０４の出力と等化目標算出器２０９の出力との二乗誤差が最小となるようなタップ係数を算出し、等化器２０５におけるタップ係数を制御する。
【００１５】
通常のＰＲＭＬ方式では、ビタビ検出におけるブランチメトリック算出時の基準値は、ＰＲ方式の係数と記録データ列との畳込みにより算出される、等化器の目標値と同様の値が用いられる。これに対し、適応ＰＲＭＬでは、ビタビ検出におけるブランチメトリック算出時の基準値に、レベル平均値算出器２０７によって算出された、記録データ列に対応する等化器２０５の出力の平均値、すなわち、等化器の出力値を用いる。ブランチメトリック算出時の基準値は、例えば、通常のＰＲ（１、１）方式では“−１、０、１”であるのに対し、適応ＰＲＭＬ方式では“−０．８、０．１、１．２”のようになる。これにより、非線形性を有する再生信号にも適応した基準値で最尤検出が行われ、通常のＰＲＭＬ方式に対し再生性能の改善を図ることができる。
【非特許文献１】ODS ’02 Technical Digest,pp269-271,“Adaptive Partial-Response Maximum-Likelihood Detection in Optical Recording Media”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、適応ＰＲＭＬ方式では、等化器２０５の目標値は、通常のＰＲＭＬと同様としたままであり、ブランチメトリック算出時の基準値を、等化器２０５からの出力信号に基づいて算出している。非線形が強い信号に対しては、等化器２０５の目標値と、再生波形との差が大きくなるので、検出性能が劣化する場合がある。また、超解像媒体の再生信号は、非線形性が更に大きくなる。
【００１７】
本発明は、非線形な再生波形に対する検出性能を改善できる情報再生装置及び情報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】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明の情報生成装置は、情報記録媒体からの再生信号を等化する等化器と、前記等化器で等化された等化再生信号を入力し、ビタビ検出により２値信号を検出するビタビ検出器と、前記等化器における等化目標値を、前記等化器に入力する再生信号に基づいて生成する目標信号生成手段と、前記等化目標値と前記再生信号とから前記等化器のタップ係数を算出するタップ係数算出器とを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明の情報再生方法は、情報記録媒体からの再生信号を等化し、ビタビ検出により２値信号を再生する情報の再生方法であって、等化の際の等化目標値を、前記等化前の再生信号に基づいて算出することを特徴とする。
【００２０】
本発明の情報再生装置は、情報記録媒体からの再生信号を等化する等化器と、前記等化器で等化された等化再生信号を入力し、ビタビ検出により２値信号を検出するビタビ検出器と、前記等化器における等化目標値を、２次のパーシャルレスポンス係数を用いて算出する目標信号生成手段と、前記等化目標値と前記再生信号とから前記等化器のタップ係数を算出するタップ係数算出器とを備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明の情報再生方法は、情報記録媒体からの再生信号を等化し、ビタビ検出により２値信号を再生する情報の再生方法であって、等化の際の等化目標値を、２次のパーシャルレスポンス係数を用いて算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の情報再生装置及び情報再生方法では、非線形な再生波形に対しても、検出性能を改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照し、本発明の実施例を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施例の情報再生装置の構成を示している。情報再生装置は、光ヘッド１０２、Ａ／Ｄ変換器１０３、ＰＬＬ回路１０４、等化器１０５、ビタビ検出器１０６、レベル平均値算出器１０７、タップ係数算出器１０８、及び、等化目標算出器１０９を有する。図９に示す情報再生装置では、レベル平均値算出器２０７は、等化器２０５の出力信号を入力信号として用いている。これに対し、本実施例の情報再生装置では、レベル平均値算出器１０７の入力信号に、ＰＬＬ回路１０４の出力、すなわち、等化器１０５の入力を用いる。
【００２４】
光ディスク媒体１０１は、図示しないスピンドルモータにより、等角速度回転或いは等線速度回転で回転する。光ヘッド１０２は、対物レンズにより、光ディスク媒体１０１上に記録された情報マークに、集光スポットを照射する。光ヘッド１０２は、図示しないサーバ回路により、ディスク面と対物レンズとの間の距離、及び、ディスク案内溝と集光スポットの半径位置とが、それぞれ正確に制御される。光ディスク媒体１０１からの反射光は、情報マークの有無により反射率或いは偏光が変化する。これを、図示しない検出器で検出することにより、再生信号が得られる。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換器１０３は、再生信号を、ディジタル再生信号に変換する。ＰＬＬ回路１０４は、Ａ／Ｄ変換されたディジタル再生信号を入力し、入力チャネル周波数に同期するように位相制御を行って、固定サンプリングレートのデータ列から補間したリサンプリング信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器１０３とＰＬＬ回路１０４との順序については、これを逆にした構成としてもよい。等化器１０５は、ＰＬＬ回路１０４の出力を、外部から設定するＰＲ特性となるように等化する。等化器１０５におけるタップ係数は、タップ係数算出器１０８によって制御される。等化器１０５に至る信号経路に、信号の周波数特性等を補正するプリ等化器を設けることも可能である。
【００２６】
ビタビ検出器１０６は、等化器１０５の出力を入力し、最尤検出を行って、記録データ列を検出する。ビタビ検出器１０６は、ビタビ検出におけるブランチメトリック算出時の基準値に、レベル平均値算出器１０７の出力を用いる。レベル平均値算出器１０７は、ＰＬＬ回路１０４の出力と、ビタビ検出器１０６によって検出された記録データ列とに基づいて、ビタビ検出器１０６における記録データ列と基準値との関係を、記録データ列のパターンごとに、対応するＰＬＬ回路１０４の出力を平均して算出する。等化目標算出器１０９は、記録データ列と、レベル平均値算出器１０７の出力とを入力し、記録データ列のパターンに対応する等化目標信号を生成する。タップ係数算出器１０８は、ＰＬＬ回路１０４の出力と等化目標算出器１０９が生成した等化目標信号とに基づいて、ＰＬＬ回路１０４の出力と等化目標算信号との二乗誤差が最小となるようなタップ係数を算出し、等化器１０５に出力する。
【００２７】
レベル平均値算出器１０７の動作について説明する。レベル平均値算出器１０７は、ビタビ検出器１０６におけるパスメトリック算出時の基準値を、ＰＬＬ回路１０４の出力と記録データ列とから算出する。なお、ビタビ検出器１０６で検出した記録データ列は、光ディスク媒体１０１に記録された記録データ列とは必ずしも一致するわけではないが、ここでは、同一であるとして説明する。レベル平均値算出器１０７が算出する基準値の数は、ビタビ検出器１０６における状態遷移の数となり、状態遷移で考慮する記録データ長Ｍと、記録符号の参照ランレングスｄとに応じて定まる。記録データ長Ｍは、ＰＲＭＬにおけるＰＲの拘束長と同意である。
【００２８】
図２に、ビタビ検出器１０６での状態遷移図を示す。記録データ長Ｍを「５」、最小ランレングスｄを「１」とすると、記録データのパターンは１６通りとなり、ビタビ検出器１０６での状態遷移図は、図２に示すようになる。同図において、「状態Ｓ」の添字は各状態における記録データのパターン“ａｋ−４、ａｋ−３、…、ａｋ”を示している。レベル平均値算出器１０７は、各時刻において、入力された記録データ列ａｋのパターン“ａｋ−４、ａｋ−３、…、ａｋ”を判別し、パターンごとにＰＬＬ回路１０４の出力を平均化する。記録列のパターン“ａｋ−Ｍ＋１、ａｋ―Ｍ＋２、…、ａｋ”に対するＰＬＬ回路１０４の出力をｗｋ（ａｋ―Ｍ＋１ａｋ―Ｍ＋２…ａｋ）と表すと、例えば、記録データ列ａｋのパターンが“０００００”に対する基準値ｘ［０００００］は、式３によって求められる。
ｘ［０００００］＝Ｅ［ｗｋ（０００００）］        （３）
ここで、Ｅ［ｗｋ（ａｋ―Ｍ＋１ａｋ―Ｍ＋２…ａｋ）］は、ｗｋ（ａｋ―Ｍ＋１ａｋ―Ｍ＋２…ａｋ）の時間平均を取ることを意味する演算子である。
【００２９】
レベル平均値算出器１０７は、式３と同様な計算により、全ての状態遷移に対してＰＬＬ回路１０４の出力の平均値を求める。なお、通常のＰＲＭＬ方式では、例えば、ｘ［００１１１］とｘ［１１１００］とは一致しており、１６通りの状態遷移に対して、基準値は９通りに縮退している。本実施例においても、通常のＰＲＭＬ方式で同じ基準値をとる状態遷移をまとめ、基準値の数を減らすことができる。例えば、ｘ［００１１１］とｘ［１１１００］とを区分せずに平均値を算出し、或いは、パターンごとに求めた平均値の加算平均を取ることで、基準値を９通りに減らすこともできる。
【００３０】
レベル平均値算出器１０７の出力は、等化目標算出器１０９にも入力される。等化目標算出器１０９は、等化器１０５のタップ係数を求めるための、記録データに対する等化器１０５の目標信号ｚｋを生成する。等化目標算出器１０９は、レベル平均値算出器１０７にて算出されたパターンごとの基準値の中から、各時刻において入力された記録データ列ａｋの長さ「５」のパターン“ａｋ−４、ａｋ−３、…、ａｋ”に対応する基準値ｘ［ａｋ−４ａｋ―３…ａｋ］を、等化目標信号Ｚｋとして出力する。
【００３１】
タップ係数算出器１０８は、等化目標算出器１０９で生成された等化目標信号ｚｋを用いて、等化器１０５におけるタップ係数を求める。具体的には、等化器１０５のタップ係数をｃｕとし、タップ数をＮｔとして、
Ｃｕ（ｋ＋１）＝Ｃｕ（ｋ）−μ×（ΣｃＮｔ−１−ｕ×ｗｋ−ｕ−ｚｋ）×ｗ（ｋ−ｕ）  （０≦ｕ≦Ｎｔ−１）      （４）
により、タップ係数を求める。ここで、式４におけるμはタップ係数を収束させる時間を定める係数である。タップ係数算出器１０８は、式４に従って、等化器１０５の出力と等化目標値Ｚｋとの誤差（ΣｃＮｔ−１−ｕ×ｗｋ−ｕ−ｚｋ）が減衰するように、タップ係数を演算する。等化器１０５は、式４に従って算出されたタップ係数ｃｕと、ＰＬＬ回路１０４の出力ｗｋとの畳込みに等化出力信号を生成する。
【００３２】
等化目標算出器１０９による等化目標値の演算は、逐次的に行う。ただし、信号特性の変化が少ない場合であれば、ある時点で求めた等化目標値を固定し、以降は等化目標値を固定値とすることも可能である。また、以上の説明では、タップ係数の演算に、最小２乗平均の原理を用いるＬＭＳ法による最適化を用いたが、ＲＬＳ法など、一般に知られる他の最適化手法を用いることもできる。
【００３３】
続いて、本実施例における検出性能の一例について説明する。表１に、アシンメトリが異なる再生波形を用いて、本実施例及び通常の適応ＰＲＭＬ（ＰＲ（１、２、２、２、１）等化＋１６値適応ビタビ検出器）方式の誤り率を求めた結果を示す。測定では、アシンメトリが異なる信号が記録された光ディスクＲＯＭ媒体を、十分な再生パワで再生し、検出系の雑音や媒体雑音が無視できる状態で、波形のアシンメトリによる非線形歪に依存する特性だけを主に評価した。
【表１】
2008300023.tif 000003
【００３４】
表１から、本実施例では、通常の適応ＰＲＭＬ方式に比べて、アシンメトリの特性にかかわらず、誤り率を向上できることがわかる。これは、等化器１０５での目標値を、通常の適応ＰＲＭＬ方式ではＰＲ（１、２、２、２、１）方式として定めているが、本実施例では等化前の信号を用いて求めることにより、等化前の信号の特性に合わせた等化が行われることで、改善効果が得られているからであると考えられる。
【００３５】
次に、上記で用いた再生波形に対して、ビタビ検出器１０６のパスメトリック算出時の基準値の数（等化器１０５の目標値の数）を、１６値全ての場合と９値に縮退させた場合とのそれぞれについて、誤り率を求めた結果を表２に示す。
【表２】
2008300023.tif 000004
表２を参照すると、何れのアシンメトリについても、基準値１６値としたときの誤り率が、基準値を９値としたときの誤り率よりも小さくなっていることがわかる。すなわち、基準値を１６値とすることで、良好な特性が得られることがわかる。このように、通常のＰＲＭＬ方式では記録データパターンにより同じ基準値となるパターンに対しても、基準値を分けて求める方が良好な性能が得られる。
【００３６】
効果について説明する。本実施例では、等化器１０５の等化目標値を、等化器１０５の入力信号に基づいてレベル値を算出するレベル平均値算出器１０７の出力値に基づいて求める。このように、等化目標値を、等化前の信号を用いて求めることで、等化目標値自体が、通常の適応ＰＲＭＬ方式に比べて等化前の信号に近くなる。これにより、等化器１０５にて良好な等化ができ、検出性能を向上させることができる。また、本実施例では、レベル平均値算出器１０７の出力値に基づいて、ビタビ検出器１０６における基準値を決定する。このようにすることで、等化目標値と、ブランチメトリック計算時の基準値とを一致させることができ、ビタビ検出器１０６での更なる検出性能向上が可能である。
【００３７】
なお、本実施例では、状態遷移で考慮する記録データ長Ｍを「５」とし、最小ランレングスｄを「１」としたが、Ｍが「５」以外の場合やｄが「１」以外の場合にも適用可能である。ただし、Ｍを大きくすると、性能の向上に対して回路量が大きく増加することになるので、通常は、Ｍは「５」以下で十分効果が得られる。
【００３８】
図３は、本発明の第２実施例の情報再生装置の構成を示している。本実施例の情報再生装置は、図１に示す第１実施例の情報再生装置におけるレベル平均値算出器１０７を、係数算出器１１０に置き換えた構成である。本実施例では、等化目標算出器１０９は、２次のパーシャルレスポンスを用いて、等化目標値を算出する。また、ビタビ検出器１０６は、２次のパーシャルレスポンスを用いて、ブランチメトリック計算時の基準値を設定する。係数算出器１１０は、ＰＬＬ回路１０４が出力する等化前の再生信号と、ビタビ検出器１０６が出力する検出データとから、２次のパーシャルレスポンスの各係数を算出する。通常のＰＲＭＬ方式では、パーシャルレスポンスの１次成分のみを用いている。これに、２次成分を加えることで、非線形な波形を表現することが可能となる。
【００３９】
係数算出器１１０は、パーシャルレスポンスの１次成分（ｈ１＿ｉ）と、２次成分（ｈ２＿ｉ，ｊ）とを算出する。通常のＰＲＭＬでは、１次成分ｈ１＿ｉは、あらかじめ定められているのが通常であり、例えば、ＰＲ（１、２、２、２、１）の場合は、ｈ１＿１＝１，ｈ１＿２＝２，ｈ１＿３＝２，ｈ１＿４＝２，ｈ１＿５＝１と定められている。ｈ２＿ｉ，ｊが本実施例において新たに加えられた２次成分である。等化目標算出器１０９は、等化目標値ｚｋを、記録データ列ａｋを用いて、下記式５により算出する。
【数１】
2008300023.tif 000005
ここで、記録データ列ａｋは、２値データであるので、本来「０」と「１」との２値をとるが、本実施例では、記録データ列ａｋにおける「０」を−１に置き換えて、式５を計算するものとする。
【００４０】
ビタビ検出器１０６についても、式５を用いて、ブランチメトリック算出の際の基準値を算出する。なお、本実施例においては、１次成分ｈ１＿ｉ及び２次成分ｈ２＿ｉ，ｊを、係数算出器１１０を用いて、実際の再生波形の特性に応じて決定することとするが、これらに、あらかじめ定めた値を用いることもできる。その場合には、図３に示す構成から、係数算出器１１０を省き、等化目標算出器１０９及びビタビ検出器１０６に、あらかじめ定めておいた１次成分ｈ１＿ｉ及び２次成分ｈ２＿ｉ，ｊを記憶させておけばよい。
【００４１】
ここで、高い検出性能を実現するには、等化によるノイズの上昇を抑制することが不可欠である。等化によるノイズの上昇は、等化前の再生信号と等化目標値との差が大きいほど顕著となる。このため、等化前の再生信号にできるだけ近い等化目標値を選択することが必要となる。等化前の再生信号にできるだけ近い等化目標値を選択することは、等化前のリサンプルデータｗｋと等化目標値ｚｋとの二乗誤差を最小とすることと同意である。すなわち、係数算出器１１０にて、ε＝Ｅ［（ｗｋ−ｚｋ）２］を最小とするｈ１＿ｉ、ｈ２＿ｉ，ｊを求めればよい。
【００４２】
ベクトルＡｋ、ベクトルＨを、それぞれ、
Ａｋ＝［ａｋ，ａｋ−１，ａｋ−２．．．ａｋ×ａｋ，ａｋ×ａｋ−１．．ａｋ×ａｋ−４．．．ａｋ−４×ａｋ−４］
Ｈ＝［ｈ１＿１，ｈ１＿２，ｈ１＿３．．．ｈ２＿１，１，ｈ２＿１，２，，ｈ２＿１，５．．．ｈ２＿５，５］で定義すると。この場合、等化目標値ｚｋは、
ｚｋ＝Ａｋ×ＨＴ（ＨＴはＨの転置ベクトル）
で表現できる。従って、
ε＝Ｅ［（ｗｋ−ｚｋ）２］＝Ｅ［（ｗｋ−Ａｋ×ＨＴ）２］
となり、εを最小とするＨを求めることは、良く知られた通常の最小二乗誤差問題に帰着される。
【００４３】
ＲＯＭ媒体を用いて、通常の適応型ＰＲＭＬ（ＰＲ（１、２、２、２、１）＋適応ビタビ）と、２次のパーシャルレスポンスに基づいて等化目標値とパスメトリック算出時の基準値とを定めた場合の検出性能比較を行った。ＲＯＭ媒体として、深さ６０ｎｍのピットが、最短ピット長０．１μｍ、トラックピッチ０．４μｍで形成された、厚さ０．６ｍｍのＰＣ（ポリカーボネート）基板上に相変化型の超解像層を付加した媒体を用いた。このＲＯＭ媒体を、波長４０５ｎｍ、対物レンズの開口数０．６５の光ヘッドにより再生した。ＲＯＭ媒体に形成されたデータパタンは既知のものとし、実際に誤り率を測定して検出性能を比較した。この条件では、最短ピット長が光学的なカットオフよりも短いために、通常の再生パワ（０．５ｍＷ）ではデータの検出を行うことができなかったが、再生パワを３ｍＷとした場合には、超解像効果によりデータの検出を行うことが可能となった。
【００４４】
通常の適応ＰＲＭＬ方式では、目標値の算出では、１次成分は（ｈ１＿１，ｈ１＿２，ｈ１＿３，ｈ１＿４，ｈ１＿５）＝（１，２，２，２，１）とし、２次成分はｈ２＿ｉ，ｊ＝０として、式５より目標値を算出した。また、本実施例の適応ＰＲＭＬ方式では、１次成分は（ｈ１＿１，ｈ１＿２，ｈ１＿３，ｈ１＿４，ｈ１＿５）＝（０．８，１．２，１．４，１．２，０．８）とし、２次成分は（ｈ２＿１，３，ｈ２＿２，４，ｈ２＿３，４，ｈ２＿３，５）＝（０．０７，０．１，０．１３，０．１５）として、式５より、目標値を算出した。表３に通常の適応ＰＲＭＬ方法と本実施例に基づく再生方法との誤り率の比較を示す。
【表３】
2008300023.tif 000006
表３を参照すると、本実施例では、通常のＰＲＭＬ方式に比べて、誤り率をほぼ半減できることがわかる。
【００４５】
上記では、２次成分ｈ２＿ｉ，ｊ成分として、ｈ２＿１，３、ｈ２＿２，４、ｈ２＿３，４、ｈ２＿３，５の４つのみを定義し、後の成分は全て０とした。拘束長５のビタビ検出では最大５×５＝２５種類の２次成分を定義し得る。しかしながら、種々の再生波形の解析を行った結果、検出性能に顕著な影響を及ぼす成分はほとんどの場合５個以下であることが確認できた。不必要に多くの２次のパーシャルレスポンス成分を定義することは、回路規模の増加につながるため、２次成分は５個程度にとどめておくことが望ましい。
【００４６】
本実施例では、パーシャルレスポンスの２次成分を考え、これを等化目標値の算出に用いた。２次成分を用いることで、非線形性を有する再生信号についても、等化目標値と再生信号波形との差を小さくすることができ、ビタビ検出性能を向上することができる。また、パーシャルレスポンスの係数を、等化前のＰＬＬ回路１０４の出力に基づいて計算することで、等化前のサンプルデータと等化目標値との二乗誤差を小さくすることができ、等化によるノイズの上昇を抑制して、高い検出性能を得ることができる。
【００４７】
なお、第１実施例では、レベル平均値算出器１０７にて算出された平均値を、ビタビ検出器１０６に入力し、ビタビ検出器におけるブランチメトリック算出時の基準値と、等化目標値とを一致させているが、ブランチメトリック算出時の基準値と等化目標値とは、必ずしも一致している必要はない。ビタビ検出器でのブランチメトリック算出時の基準値については、図９に示すレベル平均値算出器２０７を用いて、等化器１０５の出力を用いて決定してもよい。また、第２実施例でのブランチメトリック算出時の基準値についても、必ずしも等化目標値と一致させる必要はない。例えば、図１に示すレベル平均値算出器１０７で算出された平均値に基づいて決定してもよく、或いは、図９に示すレベル平均値算出器２０７で算出された平均値に基づいて決定してもよい。
【００４８】
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて説明したが、本発明の情報再生装置及び情報再生方法は、上記実施例にのみ限定されるものではなく、上記実施例の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施例の情報再生装置の構成を示すブロック図。
【図２】ビタビ検出器における状態遷移を示す状態遷移図。
【図３】本発明の第２実施例の情報再生装置の構成を示すブロック図。
【図４】記録波形に対するＰＲ（１、２、２、１）方式及びＰＲ（１、２、２、２、１）方式の出力波形を示す波形図。
【図５】ＰＲ（１、２、２、１）方式及びＰＲ（１、２、２、２、１）方式のアイパターンを示す図。
【図６】ＰＲ（１、１）方式におけるビタビ検出器の状態遷移を示す状態遷移図。
【図７】ＰＲ（１、１）方式におけるビタビ検出器の状態遷移を示すトレリス線図。
【図８】アシンメトリのある再生波形の例を示す波形図。
【図９】関連技術の適応ＰＲＭＬ方式を用いた情報再生装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００５０】
１０１：光ディスク媒体
１０２：光ヘッド
１０３：Ａ／Ｄ変換器
１０４：ＰＬＬ回路
１０５：等化器
１０６：ビタビ検出器
１０７：レベル平均値算出器
１０８：タップ係数算出器
１０９：等化目標算出器
１１０：係数算出器
【図１】
2008300023.tif 000009
【図２】
2008300023.tif 000010
【図３】
2008300023.tif 000011
【図４】
2008300023.tif 000012
【図５】
2008300023.tif 000013
【図６】
2008300023.tif 000014
【図７】
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【図８】
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【図９】
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