(57)【要約】【課題】  適応等化技術と適応最尤復号技術との競合を抑制したデジタルデータ再生装置を提供する。【解決手段】  デジタル信号に所定係数に基づいて波形等化処理を施し等化信号を出力する等化手段と前記等化手段により出力された前記等化信号に参照レベルに基づいて最尤復号処理を施し復号信号を出力する最尤復号手段と前記最尤復号手段から出力された前記復号信号に応じて前記参照レベルの一つを出力する理想波形生成手段と前記理想波形生成手段が出力する理想波形信号と前記等化手段が出力する前記等化信号との誤差を計算しこれが最小となるように前記等化手段の前記所定係数を最適化する最適化手段と前記最尤復号手段の参照レベルとを最適化する最適化手段とを具備し前記参照レベルの最適化手段は参照レベル中の少なくとも一つの参照レベルを変化させ少なくとも二つの参照レベルは変化させずに参照レベルの最適化を行うことを特徴とするデジタルデータ再生装置。【選択図】      図１
2008287839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Partial Response and Maximum Likelihood検出を行うデジタルデータ再生装置であっ
て、
デジタル信号に、所定係数に基づいて波形等化処理を施し、等化信号を出力する等化手段
と、
前記等化手段により出力された前記等化信号に参照レベルに基づいて最尤復号処理を施し
、復号信号を出力する最尤復号手段と、
前記最尤復号手段から出力された前記復号信号に応じて前記参照レベルの一つを出力する
理想波形生成手段と、
前記理想波形生成手段が出力する理想波形信号と、前記等化手段が出力する前記等化信号
との誤差を計算しこれが最小となるように前記等化手段の前記所定係数を最適化する最適
化手段と前記最尤復号手段の参照レベルとを最適化する最適化手段とを
具備し前記参照レベルの最適化手段は、参照レベル中の少なくとも一つの参照レベルを変
化させ少なくとも二つの参照レベルは変化させずに、参照レベルの最適化を行うことを特
徴とするデジタルデータ再生装置。
【請求項２】
前記理想波形生成手段は、前記複合信号に応じてテーブルルックアップによって理想波
形を出力することを特徴とする請求項１記載のデジタルデータ再生装置。
【請求項３】
前記所定係数の最適化手段は、前記理想波形生成手段が出力する前記理想波形信号と、
前記等化手段が出力する前記等化信号との誤差を、ＬＭＳアルゴリズム処理により最小と
なるように前記等化手段の前記所定係数の中の少なくとも１つを最適化することを特徴と
する請求項２記載のデジタルデータ再生装置。
【請求項４】
前記最適化手段は、前記理想波形生成手段が出力する前記理想波形信号と、前記等化手
段が出力する前記等化信号との誤差を計算しこれが最小となるように、前記等化手段が用
いる前記所定係数であって複数のタップ係数を最適化することを特徴とする請求項２記載
のデジタルデータ再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルデータ再生装置に係わり、特にＰＲＭＬ（Partial Response and M
aximum Likelihood）方式を用いて復号処理を行うデジタルデータ再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光ディスク等の記録媒体に対する記録
再生処理を行う情報記録再生装置が広く普及してきており、様々な方式でより高い記録密
度が要求されてきている。これに対して、例えば、光ディスク等の情報記録再生方法の方
式として、ＰＲＭＬ方式がある。
【０００３】
このＰＲＭＬ方式では、復号結果とＰＲ(Partial Response)クラスとの畳み込み積分を
行って理想波形を求め、理想波形と等化器出力との等化誤差を計算し、その等化誤差が最
小になるようにＬＭＳ(Least Mean Square)アルゴリズム等を用いて再生信号の処理パラ
メータ（例えば等化器のタップ係数やゲイン、オフセット等）を変化させている。
【０００４】
他方でＰＲＭＬ方式のＭＬ（最尤復号技術）については、特許文献１に適応型ビタビ検
出の概念が記述されている。しかしながら、上記ＰＲの例えば適応等化処理とＭＬとの制
御の組合せに関する技術は開示されていない。
【０００５】
この組合せの困難さは、特許文献２に適応等化器と適応型ビタビ検出器の組合せ技術に
関して記述されている。問題点として、目標波形信号Ｔに応じたＡＧＣ回路１６によるゲ
インの最適化を、ＦＩＲフィルタ１７のタップ係数Ｃ０〜Ｃ６の最適化やビタビ復号器の
参照レベルＲ０〜ＲＮ の最適化と同時に行った場合、タップ係数Ｃ０〜Ｃ６やビタビ復
号器の参照レベルＲ０〜ＲＮ の変化により、最適化されていたはずのゲインに不必要な
変化を及ぼすということが起き、これにより、それぞれの適応制御が不安定に動作し、最
悪の場合には競合により制御系が発散するという問題があるというものである。
【特許文献１】特許２９６０４３６号公報
【特許文献２】特許３５２９７６７号公報（頁９、段落番号００８１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、適応等化技術と適応最尤復号技術との競合を抑制し、かつ簡素で高性能なデ
ジタルデータ再生装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のデジタルデータ再生装置は、Partial Response a
nd Maximum Likelihood検出を行うデジタルデータ再生装置であって、デジタル信号に、
所定係数に基づいて波形等化処理を施し、等化信号を出力する等化手段と、前記等化手段
により出力された前記等化信号に参照レベルに基づいて最尤復号処理を施し、復号信号を
出力する最尤復号手段と、前記最尤復号手段から出力された前記復号信号に応じて前記参
照レベルの一つを出力する理想波形生成手段と、前記理想波形生成手段が出力する理想波
形信号と、前記等化手段が出力する前記等化信号との誤差を計算しこれが最小となるよう
に前記等化手段の前記所定係数を最適化する最適化手段と前記最尤復号手段の参照レベル
とを最適化する最適化手段とを具備し前記参照レベルの最適化手段は、参照レベル中の少
なくとも一つの参照レベルを変化させ少なくとも二つの参照レベルは変化させずに、参照
レベルの最適化を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、適応等化技術と適応最尤復号技術との競合を抑制したデジタルデータ
再生装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
本発明による実施例１を図１乃至図９を参照して説明する。図１は、本発明に係る実施
例の光ディスク再生装置の要部の一例を示すブロック構成図である。図２は、本発明に係
る実施例の光ディスク再生装置の一例を示すブロック図である。図３は、適応等化器およ
び適応学習器の構成を示す図である。図４は、本発明に係る実施例のビタビ復号器の構成
を示す図である。図５は、同実施例に用いられる本発明に係る最尤復号処理の（１，７）
ＲＬＬ変調方式とPR(1221)ML復号方式での状態遷移を示す図である。図６は、最小ラン長
が１でPR(1221)に対応するトレリス線図である。図７は、参照値生成器の構成を示す図で
ある。図８は、等化誤差生成器の構成を示す図ある。また図９は、本実施例の効果を示す
図である。
【００１１】
[発明の実施の形態]
以下に、本発明に係るデジタルデータ再生装置を、光ディスク記録再生装置を一例とし
て図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施形態では光ディスク記録再生装置の例
をあげて説明したが、対象とする記録媒体は光ディスクには限らず、例えば光磁気ディス
ク等の記録媒体であれば、同等の原理に基づき同等の作用効果を生じるものである。
【００１２】
[光ディスク再生装置の構成]
本発明に係る光ディスク再生装置の一実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る光ディスク再生装置の構成例を示す図である。
【００１３】
光ディスク媒体１に記録されたデータを再生する光ディスク再生装置は、プリアンプ部
２、Ａ／Ｄ変換器３、適応等化器４、最尤復号器５、適応学習器６、等化誤差生成器７、
参照値生成器８、復調器９を備えて構成されている。復調器９の出力は誤り訂正回路（図
示せず）に出力される。
【００１４】
光ディスク媒体１からの再生信号は、プリアンプ部２で増幅され、Ａ／Ｄ変換器３にお
いて多値のデジタル信号に変換される。デジタル化された多値再生信号は、適応等化器４
において、波形等化処理が行われる。波形等化後の多値再生信号は、最尤復号器５にて’
1’または’0’の２値のバイナリデータとして再生される。最尤復号器５が出力するバイ
ナリデータは、復調器９にて復調処理が行われる。復調器９では、例えばＥＴＭ（Eight
to  Twelve  Modulation）規則に基づく復調処理が行われる。適応学習器６では、後述
の適応処理に従い適応等化器４における等化特性の調整を行う。参照値生成器８では、最
尤復号器５で得られたバイナリデータ列と等化誤差生成器７の出力から、最尤復号器５で
用いる参照値の調整を行う。等化誤差生成器７では、参照値生成器８の出力と適応等化器
４の出力から等化誤差を生成する。
【００１５】
＜本発明に係る光ディスク装置の構成＞
図１は本発明に係る情報再生装置の要部の一例を示すブロック図であったが、図２はそ
の全体構成の一例を示すブロック図である。
（光ディスク装置の基本構成）図２において、本発明に係る光ディスク装置Ａは光ディス
クＤに対するデータ記録又はデータ再生を行うものである。上記光ディスク装置Ａは、デ
ィスクカートリッジに収納された光ディスクＤを搬送するトレー３２と、このトレーを駆
動するモータ３３と、光ディスクＤを保持するクランパ３４と、これにより保持された光
ディスクＤを所定回転数で回転させるスピンドルモータ３５とを有している。更に、制御
部として全体の動作制御を行うＣＰＵ４６と、この制御動作の基本的なプログラム等を格
納するＲＯＭ４７と、各制御プログラムやアプリケーションデータ等を書替可能に格納す
るＲＡＭ４８とが制御バスを介して接続されている。更にこれらのＣＰＵ４６等の制御部
にそれぞれ接続されて、ピックアップＰＵの搬送を行う送りモータ３６と、ピックアップ
のフォーカスやトラッキング制御を行うフォーカス／トラッキングアクチュエータドライ
バ／送りモータドライバ４０、更にスピンドルモータ３５を駆動するスピンドルモータド
ライバ４１、トレーモータを駆動するトレーモータドライバ４２がそれぞれ設けられてい
る。
【００１６】
又更に、ピックアップヘッドＰＵＨに接続され検出信号を増幅するプリアンプ１２と、
サーボアンプ３８，更にシーク動作を行うためのシーク信号をドライバに供給するサーボ
シーク制御ユニット３９とを有している。更にピックアップヘッドＰＵＨとプリアンプ１
２、サーボシーク制御ユニット３９等に接続され、検出信号及び記録信号を処理するため
のデータ処理ユニット１、この各種処理に用いるデータを格納するためのＲＡＭ４３が設
けられている。このデータ処理ユニット１からの信号を外部装置との間で送受信するべく
、インタフェース制御部４５がＲＡＭ４４を伴って設けられている。
【００１７】
このような光ディスク装置において、本発明では更に図１に示すような構成を含むデー
タ処理ユニット１とすることで、ビタビ復号処理が要求する最適の等化信号を供給するも
のである。すなわち、理想信号Ｉから目標波形信号Ｔを生成し、これによりＦＩＲフィル
【００１８】
タのタップ係数等の再生処理のためのパラメータを最適化するものである。これによって
、従来装置にある、ビタビ復号処理で必要な２Ｔ信号レベルを超えて理想波形の２Ｔ信号
レベルに近い等化を行うことで、雑音まで不必要に増幅してしまい復号誤りを発生すると
いう問題を解消するものである。
【００１９】
（光ディスク装置の基本動作）
このような構成を有する本発明の実施に設けられる光ディスク装置は、以下のように光
ディスクの再生処理及び記録処理を行う。すなわち、光ディスクＤが光ディスク装置Ａへ
装填されると、ピックアップヘッドＰＵＨとデータ処理ユニット１を用いて、光ディスク
Ｄのリードインエリアのエンボスデータゾーン内のコントロールデータゾーンに記録され
ている光ディスクＤの制御情報が読み取られ、ＣＰＵ４６に供給されるようになっている
。
【００２０】
本発明の光ディスク装置Ａでは、ユーザの操作による操作情報や光ディスク内のコント
ロールデータゾーンに記録されている光ディスクＤの制御情報、現在のステータス等に基
づいて、ＣＰＵ４６の制御下において、図示しないレーザ制御ユニットによって付勢されてレーザビームを発生する。
発生したレーザビームは、対物レンズ３１により収束され、ディスクの記録領域へと照
射される。これにより、光ディスクＤの記憶領域にデータが記録され（マーク列の生成：
可変長のマークとマークの間隔と、可変長の各マークの長さにより光ディスクＤにデータ
が記録される）、或いは、格納されているデータに対応する強度の光が反射されこれが検
出されて、このデータの再生が行われる。
【００２１】
図２ではピックアップヘッドＰＵＨに含まれるレーザ制御ユニットは、データ処理ユニ
ット１によってその設定がセットされるが、その設定は、再生信号ＲＦを得る再生パワー
、データを記録する記録パワー及びデータを消去する消去パワーで異なっている。レーザ
ビームは、再生パワー、記録パワー及び消去パワーの３つのパワーでそれぞれ異なるレベ
ルのパワーを有し、それぞれのパワーのレーザビームが発生されるように半導体レーザユ
ニットがレーザ制御ユニットによって付勢される。
【００２２】
このレーザ制御ユニットは、図示しない抵抗とトランジスタにより構成され、電源電圧
が抵抗とトランジスタと半導体レーザユニットとしての半導体レーザに印加されるように
なっている。これにより、トランジスタのベース電流により増幅率が異なり、半導体レー
ザ発振器に異なる電流が流れ、強度の異なったレーザビームが発生されるようになってい
る。ここでは、光ディスク１枚１枚の特性に応じて記録波形補償がなされ、記録波形生成
回路１１から出力される記録波形パルスＷに応じてレーザパワーが発生され、光ディスク
への記録処理がなされるようになっている。
【００２３】
又、光ディスクＤが対物レンズ３１に対向して配置されるように、この光ディスクＤは
、直接或いはディスクカートリッジに収納されてトレー３２によって装置内に搬送される
。このトレー３２を駆動するためのトレーモータ３３が装置内に設けられている。また、
装填された光ディスクＤは、クランパ３４によって回転可能にスピンドルモータ３５上に
保持され、このスピンドルモータ３５によって所定回転数に回転される。
【００２４】
ピックアップヘッドＰＵＨは、その内にレーザビームを検出する光検出器（図示せず）
を有している。この光検出器は、光ディスクＤで反射されて対物レンズ３１を介して戻さ
れたレーザビームを検出する。光検出器からの検出信号（電流信号）は、電流／電圧変換
【００２５】
器（Ｉ／Ｖ）で電圧信号に変換され、この信号は、プリアンプ１２及びサーボアンプ３４
に供給される。プリアンプ１２からは、ヘッダ部のデータの再生用と記録領域のデータの
再生用信号がデータ処理ユニット１に出力される。サーボアンプ３４からのサーボ信号（
トラックエラー信号、フォーカスエラー信号）は、サーボシーク制御ユニット３９に出力
される。
【００２６】
ここで、フォーカスずれ量を光学的に検出する方法としては、たとえば次のような非点
収差法やナイフエッジ法がある。
非点収差法、すなわち、光ディスクＤの光反射膜層または光反射性記録膜で反射された
レーザ光の検出光路に非点収差を発生させる光学素子（図示せず）を配置し、光検出器上
に照射されるレーザ光の形状変化を検出する方法である。光検出領域は対角線状に４分割
【００２７】
されている。各検出領域から得られる検出信号に対し、サーボシーク制御ユニット３９内
で対角和間の差を取ってフォーカスエラー検出信号（フォーカス信号）を得る。
【００２８】
ナイフエッジ法、すなわち、光ディスクＤで反射されたレーザ光に対して非対称に一部
を遮光するナイフエッジを配置する方法である。光検出領域は２分割され、各検出領域か
ら得られる検出信号間の差を取ってフォーカスエラー検出信号を得る。
【００２９】
通常、上記非点収差法あるいはナイフエッジ法のいずれかが採用される。光ディスクＤ
はスパイラル状または同心円状のトラックを有し、トラック上に情報が記録される。この
トラックに沿って集光スポットをトレースさせて情報の再生または記録／消去を行う。安
定して集光スポットをトラックに沿ってトレースさせるため、トラックと集光スポットの
相対的位置ずれを光学的に検出する必要がある。
【００３０】
トラックずれ検出方法としては一般に、次の位相差検出法、プッシュプル法、ツインス
ポット法等がある。
位相差検出（Differential Phase Detection）法、すなわち、光ディスクＤの光反射膜
層または光反射性記録膜で反射されたレーザ光の光検出器上での強度分布変化を検出する
。光検出領域は対角線上に４分割されている。各検出領域から得られる検出信号に対し、
サーボシーク制御ユニット３９内で対角和間の位相差を取ってトラックエラー検出信号（
トラッキング信号）を得る。
【００３１】
プッシュプル（Push-Pull ）法、すなわちこの方法においては、光ディスクＤで反射さ
れたレーザ光の光検出器上での強度分布変化を検出する。光検出領域は２分割され、各検
出領域から得られる検出信号間の差を取ってトラックエラー検出信号を得る。
【００３２】
ツインスポット（Twin-Spot ）法、すなわち、半導体レーザ素子と光ディスクＤ間の送
光系に回折素子などを配置して光を複数に波面分割し、光ディスクＤ上に照射する±１次
回折光の反射光量変化を検出する。再生信号検出用の光検出領域とは別に＋１次回折光の
反射光量と−１次回折光の反射光量を個々に検出する光検出領域を配置し、それぞれの検
出信号の差を取ってトラックエラー検出信号を得る。
【００３３】
このようなフォーカス制御及びトラック制御により、サーボシーク制御ユニット３９か
らフォーカス信号、トラッキング信号及び送り信号がフォーカス及びトラッキングアクチ
ュエータドライバ並びに送りモータドライバ４０に送られ、このドライバ４０によって対
物レンズ３１がフォーカスサーボ制御され、また、トラッキングサーボ制御される。更に
、アクセス信号に応じてドライバ４０から付勢信号が送りモータ３６に供給されピックア
ップヘッドＰＵＨが搬送制御される。
【００３４】
又、サーボシーク制御ユニット３９は、データ処理ユニット１によって制御される。例
えば、データ処理ユニット１からアクセス信号がサーボシーク制御ユニット３９に供給さ
れて送り信号が生成される。
【００３５】
又、データ処理ユニット１からの制御信号でスピンドルモータドライバ４１及びトレー
モータドライバ４２が制御され、スピンドルモータ３５及びトレーモータ３３が付勢され
、スピンドルモータ３５が所定回転数で回転され、トレーモータ３３がトレーを適切に制
御することとなる。
【００３６】
データ処理ユニット１に供給されたヘッダ部のデータに対応する再生信号ＲＦは、ＣＰ
Ｕ４６に供給される。これによりＣＰＵ４６は、その再生信号ＲＦによりヘッダ部のアド
レスとしてのセクタ番号を判断し、アクセスする（データを記録するあるいは記録されて
いるデータを再生する）アドレスとしてのセクタ番号との比較を行うようになっている。
【００３７】
データ処理ユニット１に供給された記録領域のデータに対応する再生信号ＲＦは、ＲＡ
Ｍ４８に必要なデータが格納され、再生信号ＲＦがこのデータ処理ユニット１で処理され
てインタフェース制御部４５に供給され、例えばパーソナルコンピュータ等の外部装置に再生処理信号が供給される。
＜本発明に係る再生処理パラメータの最適化を伴うビタビ復号処理＞
次に本発明の特徴である、再生処理パラメータの最適化処理について、図面を用いて以
下に詳細に説明する。
[LMS(Least Mean Square)方式による適応等化]
ＰＲＭＬ技術において広く使われている適応等化器の動作について図３を用いて説明す
る。図３は、適応等化器４および適応学習回路６の詳細を示すブロック図である。図３に
示すように、適応等化器４は、遅延回路２０１，２０２、乗算回路２０３，２０４，２０
５、遅延回路２０６、及び加算回路２０７，２０８を備えている。適応学習回路６は、レ
ジスタ２０９，２１０，２１１、係数更新回路２１２，２１３，２１４、遅延回路２１５
，２１６、を備えている。遅延回路２０６は、入力信号を予め定めた時間(クロック)遅延
させて出力する。遅延回路２０１，２０２は、入力信号を１クロック遅延させて出力する
。乗算回路２０３，２０４，２０５は、二つの入力値の積を出力する。加算回路２０７，
２０８は、二つの入力値の和を出力する。この図２では、三つの乗算器を用いる３ｔａｐ
のデジタルフィルタの例を示したが、乗算器の数が変化しても基本的な動作は同じである
。ここでは、３ｔａｐの場合のみ説明する。
【００３８】
時刻ｋにおける適応等化器４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、適応等化器４の出力Ｙ（ｋ）
は以下の式で表現できる。
【００３９】
Ｙ（ｋ）  ＝  ｘ（ｋ）＊ｃ１  ＋ｘ（ｋ−１）＊ｃ２  ＋  ｘ（ｋ−２）＊ｃ３      
…（１）
【００４０】
時刻ｋでの適応等化器出力Ｙ（ｋ）に対して、雑音を含まない等化器出力をZ(k)、後述の
等化誤差生成器７が出力する等化誤差をＥ(k)とする。これらは、以下の関係となる。
【００４１】
Ｅ（ｋ）  ＝  Ｙ（ｋ）  −  Ｚ（ｋ）                                            
…（２）
【００４２】
適応学習回路６では以下の式に従い各乗算器の係数を更新する。
ｃ１（ｋ＋１）  ＝  ｃ１（ｋ）  −α＊ｘ（ｋ）  ＊Ｅ（ｋ）                      
…（３）
【００４３】
ｃ２（ｋ＋１）  ＝  ｃ２（ｋ）  −α＊ｘ（ｋ−１）＊Ｅ（ｋ）                    
…（４）
【００４４】
ｃ３（ｋ＋１）  ＝  ｃ３（ｋ）  −α＊ｘ（ｋ−２）＊Ｅ（ｋ）                    
…（５）
【００４５】
（３）〜（５）式のαは、更新係数であり正の小さな値（例えば  ０．０１）を設定する
。
遅延回路２１５，２１６は、入力信号を１クロック遅延させて出力する。係数更新回路２
１２では、式（３）に示した演算を行い乗算器２０３への入力乗数を更新する。更新結果
は、レジスタ２０９に格納される。係数更新回路２１３では、式（４）に示した演算を行
い乗算器２０４への入力乗数を更新する。更新結果は、レジスタ２１０に格納される。係
数更新回路２１４では、式（５）に示した演算を行い乗算器２０５への入力乗数を更新す
る。更新結果は、レジスタ２１１に格納される。以上のようにして、適応等化器４の適応
学習が行われる。
【００４６】
以上、ＬＭＳ方式による適応等化について説明したが、これは適応等化方式の一例であり
、本発明はＬＭＳ方式に限定されずＲＬＳ方式他の適応等化方式にも応用することが可能
である。
【００４７】
[テーブルルックアップ(TLU)型の非線形応答ビタビ検出]
次に、ビタビアルゴリズムによる最尤復号器５の一般的な構成について説明する。図４は
、最尤復号器５の構成を示す図である。最尤復号器５は、ブランチメトリック部121、比
較選択部122、メトリックレジスタ124、パスメモリ123から構成される。ブランチメトリ
ック部121では、適応等化器４の出力Y(k)および、参照値生成器8の出力Z(k)から、ブラン
チメトリックBM_0〜BM_Fを生成する。比較選択部122では、ブランチメトリック部121の出
力とメトリックレジスタ124の出力から累積メトリックを演算するとともに比較選択処理
を行う。選択された累積メトリックは、メトリックレジスタ124に一旦保持されて、次の
時刻での比較選択処理に使われる。パスメモリ123では、過去の比較選択結果を保持し、
最終的なバイナリデータA(k)を出力する。
【００４８】
図５は、（１，７）ＲＬＬ変調方式とPR(1221)ML復号方式での状態遷移を示す図である
。図６は、図5の状態遷移を時系列的に示した最小ラン長が１でPR(1221)に対応するトレ
リス線図の例である。最小ラン長が１でPR(1221)の場合、内部状態数は６となり、それぞ
れ S0, S1, S3, S4, S6, S7 とする。時刻ｋでの状態と時刻ｋ＋１の状態はブランチ(枝)
によって接続され、それぞれのブランチを、Z_0, Z_1, Z_3, Z_6, Z_7, Z_8, Z_9, Z_C, 
Z_E, Z_F とする。これらは図６に示すように、時刻ｋでの状態S0から時刻k+1での状態S0
に繋がるブランチがZ_0であり、同様にS0からS1に繋がるブランチがZ_1であり、S1からS3
に繋がるブランチがZ_3であり、S3からS6に繋がるブランチがZ_6であり、S3からS7に繋が
るブランチがZ_7であり、S4からS0に繋がるブランチがZ_8であり、S4からS1に繋がるブラ
ンチがZ_9であり、S6からS4に繋がるブランチがZ_Cであり、S7からS6に繋がるブランチが
Z_Eであり、S7からS7に繋がるブランチがZ_Fである。
【００４９】
クラス(1221)のパーシャルレスポンスの場合、その理想的なチャネル応答Ｚは、入力バイ
ナリデータ列AとＰＲクラスの畳み込み演算によって求めることができる。すなわち、
【００５０】
Z＝ [1221] ＊ A                                                                 
…（６）
【００５１】
ただし(＊)は畳み込みを表す演算子である。入力バイナリデータ列Aは、連続する４ビッ
トのバイナリデータによって構成され、最小ラン長が１であるので、転置表現すれば以下
の10通りの組合せが存在する。
【００５２】
A= [0000], [0001], [0011], [0110], [0111], [1000], [1001], [1100], [1110], [11
11]             …（７）
【００５３】
入力バイナリデータ列Aが10通り存在するので、理想的なチャネル応答Ｚも本来10種とな
るが、畳み込み演算の結果が重複するため、7種の値をとる。
ブランチメトリック部121では、各時刻においてチャネル出力Y(k)と理想的なチャネル応
答Ｚの距離差をブランチメトリックＢＭとして演算する。すなわち、
BM_x(k)＝（Ｙ(k)  −  Ｚｘ）2 
…（8）
【００５４】
式(6)の各ブランチ毎に式(8)からブランチメトリックBMを求めた結果がブランチメトリッ
ク部121の出力となる。
ここで、式(6)のZの算出において線形性が成り立たない(非線形である)場合を考える。こ
の場合においても、有限の長さの入力バイナリデータ列Aによって理想的なチャネル応答
Ｚを求めることが可能であるとする。説明を簡潔にするために、式(7)と同様に連続する
４ビットのバイナリデータ列Aによって理想的なチャネル応答Ｚが決まるとする。すると
、以下の式が成り立つ。
【００５５】
Z＝TLU（A）                                                                     
…（9）
【００５６】
ここで、TLUはテーブルルックアップ型の関数を意味し、一般的にはメモリ等によって
実現される。式(6)と同様に入力バイナリデータ列Aは、10通りであるので、式(9)のZも10
通りの例えば７ビットのスカラー値をとる。式(9)のZに対して、式(8)に従いそれぞれの
ブランチメトリックBMを演算する。このようにすることで、畳み込み演算では表現できな
いチャネル応答に対しても適切なブランチメトリックを定義することができる。
【００５７】
[等化誤差信号の生成と参照レベル(テーブルルックアップ関数)の適応制御]
前節で述べたテーブルルックアップ型の最尤復号を行うためには、実際の光ディスク媒体
１の記録再生特性に対応したテーブルルックアップ関数TLUを求める必要がある。そこで
、実際の再生信号からテーブルルックアップ関数TLUを適応制御によって求める。
【００５８】
まず始めに、式(9)のテーブルルックアップ関数を式(6)の畳み込み演算式から定義する。
ある時刻ｋにおいて、最尤復号器５が出力したバイナリデータ列Aが [0000] であったと
する。すると式(9)に従い、時刻ｋにおける理想的なチャネル応答Ｚ_0(k)が求まる。
【００５９】
Z_0 ＝ TLU（A[0000]）
この時の適応等化器４の出力をY(k)とすると、等化誤差E(k)を前述の式(2)で定義する。
Ｅ（ｋ）  ＝  Ｙ（ｋ）  −  Ｚ_0（ｋ）                                          
…（10）
【００６０】
テーブルルックアップ関数TLUの適応制御を行うために、以下の処理を行う。
Ｚ_0（ｋ+1）＝Ｚ_0（ｋ）+α・Ｅ（ｋ）                                           
…（11）
【００６１】
ここでαは（３）〜（５）式と同様に更新係数であり、正の小さな値（例えば  ０．０
１）を設定する。添字のｋ、k+1は時刻を表し、時間の経過に従いZ_0の値が変化すること
を表す。
【００６２】
同様にして、ある時刻ｋにおいて、最尤復号器５が出力したバイナリデータ列Aが [0001]
であった場合は、式(11)と同様の処理を行い Z_1 の値を更新する。以下、得られたバイ
ナリデータ列Aの値に対応するZ_x(k)の値を更新する。このようにしてテーブルルックア
ップ関数TLUが次第に実際の光ディスク媒体１の記録再生特性に一致する。
【００６３】
[参照レベル(テーブルルックアップ関数)の適応制御の制限]
次に本発明の特徴である、参照レベルの適応制御の制限について説明する。これまでに
述べてきたフィルタの適応制御と最尤復号器の参照レベルの適応制御を同時に行うと、二
つの適応制御で競合が発生するという問題がある。そこで本発明によるテーブルルックア
ップ関数の適応制御では、テーブルルックアップ関数の少なくとも二つの要素の適応制御
を行わないという制限を行う。特に、バイナリデータ列Aが [0000]または[1111]の場合は
、式(11)に示した演算を行わず、Z_0およびZ_Fの値を更新しない。このような制限を行う
ことで、簡素な構成でテーブルルックアップ関数を最適な値に収束させることが可能であ
る。
【００６４】
[参照値生成器および等化誤差生成器]
上記の特徴を備えた参照値生成器8の構成を図７を用いて説明する。この図においてパタ
ーン判定器303は、最尤復号器５の出力A(K)を入力として、過去４ビットのパターンが式(
7)に示したどのパターンに一致しているかの判定を行う。参照値レジスタ320〜325は、式
(9)に示したテーブルルックアップ関数TLUの出力を保持しているレジスタである。本来は
、Z_0〜Z_Fの10個の参照値レジスタが必要であるが図７では冗長な記述を省略するために
、Z_0，Z_1，Z_3，Z_6，Z_E，Z_Fの6個のみとしている。参照値レジスタ320〜325の出力
を纏めたものが、参照値テーブルZ_xとして最尤復号器５に接続されると同時に、セレク
タ304においてパターン判定器303の出力に従い一つの値が選択されてZ(k)として出力され
る。参照値更新器310〜313は、式(11)に示した参照値の更新処理を行う。ここでも参照値
レジスタの場合と同様に、本来は８個の参照値更新器が必要であるが、図７では冗長な記
述を省略するために４個のみとした。それぞれの参照値更新器は、等化誤差信号E(k)，参
照値レジスタ値Z_x，パターン判定器303の出力が接続されており、パターン判定器303に
よって選択された場合に、式(11)に示した参照値の更新処理を行う。図８は、等化誤差生
成器7の構成を表す図である。等化誤差生成器7は、遅延器301と減算器302から構成され、
適応等化器４の出力Y(k)を予め定めた時間だけ遅延器301で遅延させ、遅延器301の出力か
ら理想的なチャネル出力Z(k)を減算することで、式(10)に示した等化誤差を求める。
【００６５】
以上のような構成により、LMSアルゴリズムによる適応等化と参照レベルの適応制御を行
うビタビ検出を簡素化構成で安定して同時に処理することが可能になる。
[他のクラスへの応用]
上記の説明では、６状態のPRMLの場合について説明したが、本発明は６状態の場合に限
らず任意の状態数の場合に適応できる。
図９は、同一の２層HD DVD-Rメディアに記録されたデータに対して、従来のPRML検出を行
った場合の誤り率と本発明によるデジタルデータ再生装置による誤り率を比較した結果で
ある。横軸は媒体の反りも反映されたRadial Tiltの相対値であり０．２において対物レ
ンズ３１に正対している。このとき縦軸のByte Error Rateの比較が行える。この結果か
ら判るように、本発明によるデジタルデータ再生装置によって従来（適応等化器の適応学
習のみ行った場合）より誤り率を1/2以下に低減することが可能である。すなわち、従来
より低品質の媒体を用いた場合でも良好な誤り率でデータ再生が可能であり、媒体のコス
トリダクションが可能になる。
【００６６】
本実施例は、適応等化器と最尤復号器とを備え、適応等化器の適応学習と、最尤復号器
が使用する参照レベルの自動調整を行うデジタルデータ再生装置であって、参照レベルの
調整は参照レベルの全ての組み合わせのうち、少なくとも二つの要素を除外した組み合わ
せに対して行うことを特徴とする。
【００６７】
効果としては、非線形ひずみの大きい記録メディアにおける再生誤り率を低減できる。
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施することができる。
また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることに
より、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の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良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成
要素を適宜組み合わせても良いものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る実施例の光ディスク再生装置の要部の一例を示すブロック構成図。
【図２】本発明に係る実施例の光ディスク再生装置の一例を示すブロック図。
【図３】適応等化器および適応学習器の構成を示す図。
【図４】本発明に係る実施例のビタビ復号器の構成を示す図。
【図５】同実施例に用いられる本発明に係る最尤復号処理の（１，７）ＲＬＬ変調方式とＰＲ（１，２，２，１）ＭＬ復号方式での状態遷移を示す図。
【図６】最小ラン長が１でPR(1221)に対応するトレリス線図。
【図７】参照値生成器の構成を示す図。
【図８】等化誤差生成器の構成を示す図。
【図９】本実施例の効果を示す図。
【符号の説明】
【００６９】
１…光ディスク媒体、２…プリアンプ部、３…Ａ／Ｄ変換器、４…適応等化器、５…最尤
復号器、６…適応学習器、７…等化誤差生成器、８…参照値生成器、９…復調器、１２…
プリアンプ、１４…ＡＤコンバータ、１５…パラメータ制御部、１６…ＡＣＧ回路、１７
…ＦＩＲフィルタ、１８…ビタビ復号器、１９…理想波形生成器、２０…目標波形生成器
。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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