(57)【要約】【課題】アシンメトリなアナログ信号をデジタル信号に変換する。【解決手段】Ａ／Ｄ変換回路１において、再生ＲＦ信号のピーク値、ボトム値及び平均値を検波回路１０で検波する。Ａ／Ｄ変換器１ａは、再生ＲＦ信号をリニアに第１デジタル値に変換して出力する。ＣＰＵ１２は、ピーク値、ボトム値及び平均値に基づいて再生ＲＦ信号のアシンメトリを補正する所望のＡ／Ｄ変換特性となるように変換テーブル１ｂを作成し、この変換テーブル１ｂを用いて第１デジタル値を第２デジタル値に再変換して出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路であって、
前記入力アナログ信号に対して第１デジタル信号に変換する第１変換回路と、
前記入力アナログ信号のピーク値、ボトム値及び平均値を検出する検出回路と、
前記ピーク値、ボトム値、及び平均値に応じて所望のＡ／Ｄ変換特性となるように設定された変換関係を用いて前記第１デジタル信号を第２デジタル信号に変換する第２変換回路と、
を有することを特徴とするＡ／Ｄ変換回路。
【請求項２】
請求項１記載の回路において、
前記所望のＡ／Ｄ変換特性は、前記ボトム値をデジタル値の最小値、前記ピーク値をデジタル値の最大値、前記平均値をデジタル値の中間値に変換し、前記ボトム値と前記平均値との間は入力電圧値に応じてリニアにデジタル値が変化し、前記平均値と前記ピーク値との間は入力電圧値に応じてリニアにデジタル値が変化するような特性とすることを特徴とするＡ／Ｄ変換回路。
【請求項３】
請求項１記載の回路において、
前記所望のＡ／Ｄ変換特性は、前記ボトム値をデジタル値の最小値、前記ピーク値をデジタル値の最大値、前記平均値をデジタル値の中間値に変換し、前記ボトム値と前記平均値との間、及び前記平均値と前記ピーク値との間はいずれも入力電圧値に応じて非リニアにデジタル値が変化するような特性とすることを特徴とするＡ／Ｄ変換回路。
【請求項４】
請求項１記載の回路において、
前記変換関係は、前記第第１デジタル信号と前記第２デジタル信号との対応関係を規定する変換テーブルであることを特徴とするＡ／Ｄ変換回路。
【請求項５】
請求項１記載の回路において、
前記入力アナログ信号は、光ディスクからの再生ＲＦ信号であり、
前記所望のＡ／Ｄ変換特性は、前記再生ＲＦ信号に基づくデータ再生品質に応じて更新されることを特徴とするＡ／Ｄ変換回路。
【請求項６】
請求項１記載の回路において、
前記入力アナログ信号は、光ディスクからの再生ＲＦ信号であり、
前記所望のＡ／Ｄ変換特性は、前記光ディスクの再生エリア毎に設定されることを特徴とするＡ／Ｄ変換回路。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の回路において、
前記第１変換回路は、並列型、インターポレーション型、パイプライン型、カスケード型、サブレンジング型、フォールディング型のいずれかのＡ／Ｄ変換器であることを特徴とするＡ／Ｄ変換回路。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のＡ／Ｄ変換回路を有し、光ディスクから読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換して復調する光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＡ／Ｄ変換回路及び光ディスク装置に関し、特に入力アナログ信号のアシンメトリあるいは上下非対称性の補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤ  ＤＶＤやＢＤ（Blu-ray Disc）等の次世代光ディスクでは、ディスク上のピットとレーザスポット直径の関係から、再生信号は前後のピットから符号間干渉を受けることとなり、信号再生時にはこの干渉を積極的に利用してＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）方式で再生を行うことが提案されている。ここに、ＰＲＭＬは、前後のピット間の干渉を前提とし、再生信号から最も確からしいデータを読み取る信号処理方式であり、波形干渉を抑えずに狭い周波数帯域のままデータを記録再生するＰＲ検出と、１ビット毎に判別するのではなく複数の再生信号列から最も確からしいビット列を復号するＭＬ復号の複合技術である。
【０００３】
ＨＤ  ＤＶＤのＰＲクラスはメディアとピックアップ間の伝達特性からＰＲ［１，２，２，２，１］とされているが、最短反転２Ｔ（Ｔは基準時間長）の変調コードが採用されており、ＰＲ［１，２，２，２，１］では、２Ｔ信号の振幅が得られない問題がある。光ディスクの再生方法としては一般にダイレクトスライス法が用いられるが、ピット長が２Ｔの場合は上記のように信号振幅が小さいため、ダイレクトスライス法では２Ｔ信号を抽出することが困難である。ＰＲＭＬ法においては、再生信号に最も近い時間遷移をもつ目標信号を選択し、目標信号を生成するビット列をデコード結果として出力する。目標信号は指定したインパルスレスポンス（ＰＲクラス）とビット列の畳み込みにより算出される。したがって、光ディスクの記録密度に応じた適切なＰＲクラスが選択される。ＰＲクラスをＰＲ［ａ，ｂ］で表現するものとすると、ＰＲ［１，１］はインパルス応答が連続する２つの識別点に１：１の割合で出現する特性を示す。したがって、入力｛０・・１・・・｝に対する応答出力は｛０・・１１・・｝となる。また、ＰＲ［１，２，１］はインパルス応答が連続する３つの識別点に１：２：１の割合で出現する特性を示す。したがって、入力｛０・・１・・｝に対する応答特性は｛０・・１２１・・｝となる。ＨＤ  ＤＶＤの場合、ＰＲクラスはＰＲ［１，２，２，２，１］とされ、これはインパルス応答が連続する５個の識別点に１：２：２：２：１の割合で出現することを示す。
【０００４】
しかしながら、ＰＲＭＬ法では、上下対称のシンメトリな再生信号に対しては精度よくデコードできるが、上下に非対称のアシンメトリな再生信号に対しては非常に脆く、悪影響を及ぼすことがある。
【０００５】
下記の特許文献１には、信号のアシンメトリの大小を検出し、アシンメトリが大きい場合にはスライサによる２値化を行い、アシンメトリが小さい場合にはＰＲＭＬで２値化を行うことが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、ＰＲＭＬ方式のデータ再生チャネルに使用されるフラッシュ型Ａ／Ｄ変換回路において、基準電圧の中心電圧レベルを調整するための調整回路を設けることが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２７９７３６号公報
【特許文献２】特開平８−８３４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、アシンメトリが大きな再生信号の場合にはスライサによる２値化が行われるため、２Ｔ信号をデコードすることが困難で本質的な解決に至っていない。
【０００９】
本発明の目的は、上下に非対称のアシンメトリな信号が入力された場合でも的確に２値化を行うことができるＡ／Ｄ変換回路及び光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、入力アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路であって、前記入力アナログ信号に対して第１デジタル信号に変換する第１変換回路と、前記入力アナログ信号のピーク値、ボトム値及び平均値を検出する検出回路と、前記ピーク値、ボトム値、及び平均値に応じて所望のＡ／Ｄ変換特性となるように設定された変換関係を用いて前記第１デジタル信号を第２デジタル信号に変換する第２変換回路とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の１つの実施形態では、前記所望のＡ／Ｄ変換特性は、前記ボトム値をデジタル値の最小値、前記ピーク値をデジタル値の最大値、前記平均値をデジタル値の中間値に変換し、前記ボトム値と前記平均値との間は入力電圧値に応じてリニアにデジタル値が変化し、前記平均値と前記ピーク値との間は入力電圧値に応じてリニアにデジタル値が変化するような特性とする。
【００１２】
また、本発明の他の実施形態では、前記所望のＡ／Ｄ変換特性は、前記ボトム値をデジタル値の最小値、前記ピーク値をデジタル値の最大値、前記平均値をデジタル値の中間値に変換し、前記ボトム値と前記平均値との間、及び前記平均値と前記ピーク値との間はいずれも入力電圧値に応じて非リニアにデジタル値が変化するような特性とする。
【００１３】
本発明において、前記変換関係は、例えば前記第第１デジタル信号と前記第２デジタル信号との対応関係を規定する変換テーブルとすることができる。
【００１４】
本発明において、前記入力アナログ信号は、光ディスクからの再生ＲＦ信号であり、前記所望のＡ／Ｄ変換特性は、前記再生ＲＦ信号に基づくデータ再生品質に応じて更新してもよく、前記所望のＡ／Ｄ変換特性は、前記光ディスクの再生エリア毎に設定してもよい。
【００１５】
本発明において、前記第１変換回路は、並列型、インターポレーション型、パイプライン型、カスケード型、サブレンジング型、フォールディング型のいずれでもよい。  
【００１６】
本発明のＡ／Ｄ変換回路は、光ディスクに対してデータを記録しあるいは再生する光ディスク装置に組み込むことができる。光ディスク装置は、光ディスクから読み出した再生ＲＦ信号をＡ／Ｄ変換回路でデジタル信号に変換して復調する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡易な構成で非リニアなＡ／Ｄ特性を実現することができる。したがって、このようなＡ／Ｄ変換回路を用いることで、上下に非対称な、あるいはアシンメトリな再生ＲＦ信号も的確にデジタル信号に変換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
図１に、ＨＤ  ＤＶＤやＢＤ（Blu-ray Disc）等の次世代光ディスクを再生する光ディスク装置に用いられるＡ／Ｄ変換回路１の構成を示す。光ディスク装置の光ピックアップにより光ディスクから読み出された再生ＲＦ信号は、イコライザにより等化処理された後、Ａ／Ｄ変換回路１によりＡ／Ｄ変換され、アシンメトリが補正されたデジタル信号としてＰＲＭＬ処理部に供給され、ＰＲＭＬ処理されデコードされる。従来の光ディスク装置では、Ａ／Ｄ変換回路としてリニアなＡ／Ｄ変換特性を有するが、図１に示すＡ／Ｄ変換回路１は、入力ＲＦ信号のアシンメトリを解消するために非リニアな特性を有する。
【００２０】
図１に示すＡ／Ｄ変換回路１の説明に先立ち、まず比較のため、リニアな変換特性を有する従来のＡ／Ｄ変換回路について説明する。
【００２１】
図６に、従来のＡ／Ｄ変換回路１を示す。並列型のＡ／Ｄ変換回路である。再生ＲＦ信号を８ビットのデジタル信号に変換する回路である。Ａ／Ｄ変換回路１は、再生ＲＦ信号が供給されるコンパレータＣ１〜Ｃ２５５を有する。コンパレータＣ１〜Ｃ２５５のそれぞれの非反転入力端子（＋）に再生ＲＦ信号が供給される。また、コンパレータＣ１〜Ｃ２５５のそれぞれの反転入力端子（−）に基準電位が供給される。基準電位は、複数の基準抵抗Ｒの両端に所定の上限電位Ｖｒｅｆ１、下限電位Ｖｒｅｆ２を供給し、基準抵抗Ｒにより等分割されて与えられる。コンパレータＣ１〜Ｃ２５５は、再生ＲＦ信号と等分割された基準電圧とを比較し、それぞれエンコーダ５０に出力する。エンコーダ５０は、各コンパレータＣ１〜Ｃ２５５の出力を符号化して８ビットデータとして出力する。Ａ／Ｄ変換回路１としては、この他にカスケード型、インターポレーション型、パイプライン型、サブレンジング型、フォールディング型等がある。いずれも、入力アナログ信号に対してリニアにデジタル値を出力する。
【００２２】
一方、図１のＡ／Ｄ変換回路１は、図６に示す従来のＡ／Ｄ変換回路をＡ／Ｄ変換器１ａとして含み、かつ、Ａ／Ｄ変換器１ａから出力されたデジタル値をさらに変換する第２変換回路としてのＣＰＵ１２及び変換テーブル１ｂを有する。また、再生ＲＦ信号のピーク値、ボトム値、及び平均値をそれぞれ検出する検波回路１０を有する。検波回路１０で検出された再生ＲＦ信号のピーク値、ボトム値及び平均値はＣＰＵ１２に供給される。ＣＰＵ１２は、これらの値に基づいて所望のＡ／Ｄ変換特性となるように変換テーブル１ｂを作成し、この変換テーブル１ｂを用いてＡ／Ｄ変換器１ａから出力されたデジタル値（第１デジタル値）をさらに変換して第２デジタル値として出力する。第１デジタル値は再生ＲＦ信号に対してリニアに定まるが、第１デジタル値と第２デジタル値は変換テーブルにより非リニアに対応付けられるため、第２デジタル値は再生ＲＦ信号に対して非リニアに定まる。
【００２３】
以下、再生ＲＦ信号のピーク値、ボトム値及び平均値を用いた変換テーブル１ｂの作成方法について説明する。
再生ＲＦ信号は、従来と同様に入力アナログ信号に対してリニアにデジタル変換するＡ／Ｄ変換器１ａに供給されるとともに検波回路１０にも供給される。検波回路１０は、再生ＲＦ信号のピーク値（Ｖｒｆｐｋ）、ボトム値（Ｖｒｆｂｔｍ）、平均値（Ｖｒｆａｖｅ）を検出してＣＰＵ１２に供給する。
【００２４】
また、Ａ／Ｄ変換器１ａの上下のリファレンス電位（Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２）は既知であり、再生ＲＦ信号のピーク値、ボトム値及び平均値にそれぞれ対応するＡ／Ｄ変換後のデジタル値（第１デジタル値）は規定の値となる。この値をそれぞれ
ピーク値の変換後の第１デジタル値＝ＡＤｐｋ
ボトム値の変換後の第１デジタル値＝ＡＤｂｔｍ
平均値の変換後の第１デジタル値＝ＡＤａｖｅ
とする。例えば、
ＡＤｐｋ＝Ｆ０ｈ
ＡＤｂｔｍ＝１０ｈ
ＡＤａｖｅ＝４０ｈ
である。ＣＰＵ１２は、これら３つのデジタル値を用いて、第１デジタル値を第２デジタル値に変換するための変換テーブル１ｂを生成する。具体的には、所望のＡ／Ｄ変換特性となるように、ＡＤｐｋをフルスケールの最大値ＦＦｈに、ＡＤｂｔｍをフルスケールの最小値００ｈに、ＡＤａｖｅをフルスケールの中間値８０ｈに変換するような非リニアな変換テーブル１ｂを生成する。生成した変換テーブルはメモリに記憶する。上記の例に則して説明すると、Ｆ０ｈをＦＦｈに変換し、１０ｈを００ｈに変換し、４０ｈを８０ｈに変換するような変換テーブルを作成する。変換テーブルの具体的な作成方法としては、例えば以下の２つがある。
（１）第１デジタル値を横軸、第２デジタル値を縦軸とした２次元座標において、（１０ｈ，００ｈ）と（４０ｈ，８０ｈ）間を直線で補間し、（４０ｈ，８０ｈ）と（Ｆ０ｈ，ＦＦｈ）間を直線で補間する。
（２）第１デジタル値を横軸、第２デジタル値を縦軸とした２次元座標において、（１０ｈ，００ｈ）、（４０ｈ，８０ｈ）、（Ｆ０ｈ、ＦＦｈ）間を近似曲線で近似して補間する。
【００２５】
図２に、上記の（１）の場合の変換特性１００と（２）の場合の変換特性を示す。（２）の場合の変換特性は２次の近似曲線を用いているが、任意の近似曲線を用いることができる。図２に示すように、平均値４０ｈは常にフルスケールの中間値８０ｈに変換され、第２デジタル値は第１デジタル値に対して非リニアに変化する。
【００２６】
図３に、変換特性１００を得るための具体的な変換テーブル１ｂを示し、図４に変換特性２００を得るための具体的な変換テーブル１ｂを示す。図において入力は第１デジタル値であり、出力は第２デジタル値である。図３において、第１デジタル値の１０ｈは第２デジタル値の００ｈ（図では０ｈ）に変換され、第１デジタル値の１１ｈは第２デジタル値の０２ｈに変換され、第１デジタル値の４０ｈは第２デジタル値の８０ｈに変換され、第１デジタル値の４３ｈは第２デジタル値の８１ｈに変換され、第１デジタル値のＥＦｈは第２デジタル値のＦＥｈに変換され、第１デジタル値のＦ０値は第２デジタル値のＦＦｈに変換される。図４において、第１でデジタル値の１０ｈは第２デジタル値の００ｈに変換され、第１デジタル値の１１ｈは第２デジタル値の０４ｈに変換され、第１デジタル値の４０ｈは第２デジタル値の８２ｈに変換され、第１デジタル値の４３ｈは第２デジタル値の８６ｈに変換され、第１デジタル値のＥＦｈは第２デジタル値のＦＥｈに変換され、第１デジタル値のＦ０ｈは第２デジタル値のＦＥｈに変換される。いずれの場合にも、再生ＲＦ信号の平均値が再生系デジタル回路のダイナミックレンジの中間値あるいは少なくともその近傍となり、再生ＲＦ信号のアシンメトリが補正される。
【００２７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。
【００２８】
例えば、本実施形態では検波回路１０で再生ＲＦ信号のピーク値、ボトム値及び平均値を検出しているが、Ａ／Ｄ変換器１ａから出力された第１デジタル値を用いてピーク値、ボトム値及び平均値を検出することができる。
【００２９】
図５に、この場合の構成を示す。検波回路１０は存在せず、Ａ／Ｄ変換器１ａからの第１デジタル値はＣＰＵ１２に供給され、ＣＰＵ１２はある一定時間の第１デジタル値の最大値をＡＤｐｋ、最小値をＡＤｂｔｍ、平均値をＡＤａｖｅとして検出し、検出したＡＤｐｋ、ＡＤｂｔｍ、ＡＤａｖｅに基づき変換テーブル１ｂを作成すればよい。
【００３０】
また、本実施形態の検波回路１０は、ピーク検波回路、ボトム検波回路、平均値検出回路で構成されるが、それぞれの時定数は再生ＲＦ信号帯域のノイズを除去すべく、十分に低く設定するのがよい。例えば、回転周波数程度の周波数帯域（ＤＶＤの標準速度では内周側で２０Ｈｚ前後、外周側で１０Ｈｚ程度）とする。また、平均値検出回路は例えばローパスフィルタで構成できるが、可変抵抗ＶＲとキャパシタで構成し、可変抵抗ＶＲの値を光ディスクの回転周波数に応じて設定する。再生ＲＦ信号の平均値はアシンメトリの度合いを示すが、アシンメトリの変動周波数は光ディスクの回転周波数に応じて変動する。一般に、光ディスクの回転周波数が増大するほどアシンメトリの変動周波数は増大する。そこで、光ディスクの回転周波数に応じて可変抵抗ＶＲの値を設定することで平均値を確実に抽出できる。
【００３１】
また、再生ＲＦ信号のアシンメトリは記録条件の変化により現れ、その量も変化する。例えば、温度による記録パワーの変化や記録感度の面内バラツキ、多層ディスクにおける層毎の感度ムラや球面収差による記録感度の相違によりアシンメトリが変化する。このため、所望のＡ／Ｄ変換特性を実現するための変換テーブル１ｂも固定的なものではなくアシンメトリに応じて動的に変化させてもよい。アシンメトリの変化に追従して所望のＡ／Ｄ変換特性を変化させるには、例えば以下の方法がある。
（１）光ディスク回転開始時あるいは再生開始時において、再生開始点の再生ＲＦ信号のピーク値、ボトム値、平均値検波を行い、アシンメトリ補正に最適な変換テーブル１ｂを作成する。以後、データ再生を行いつつデータ再生品質、例えばエラーレートを測定し、エラーレートが劣化し一定水準を超えた場合に再生ＲＦ信号のピーク値、ボトム値、平均値検波を再び実行し、アシンメトリ補正に最適な変換テーブル１ｂを再度取得する。
（２）光ディスク回転開始時あるいは再生開始時において、光ディスクを複数エリアに分割し（例えば各層の内周エリア、中周エリア、外周エリアに分割）、それぞれのエリアで再生ＲＦ信号のピーク値、ボトム値、平均値検波を行い、アシンメトリ補正に最適な変換テーブル１ｂを作成する。以後、再生時には再生エリアに応じて取得した変換テーブル１ｂで再生を行い、エリアが変わったら当該エリアの変換テーブル１ｂに切り替えて再生する。
（３）上記の（１）と（２）とを併用する。すなわち、各エリア毎に最適な変換テーブル１ｂを作成し、再生時には再生エリアに応じた変換テーブル１ｂを用いる一方、エラーレートが一定水準を超えた場合に変換テーブル１ｂを再度作成する。
【００３２】
さらに、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換器１ａとして並列型を例にとり説明したが、他の型のＡ／Ｄ変換器、例えばカスケード型、インターポレーション型、パイプライン型、サブレンジング型、フォールディング型にも同様に適用することができる。インターポレーション型Ａ／Ｄ変換器は並列型の変形であり、コンパレータの前段にコンパレータの数より少ないプリアンプを設け、隣接するプリアンプ出力間に電圧を補間する抵抗ストリングを接続し、そのタップ電圧をコンパレータに供給する。パイプライン型Ａ／Ｄ変換回路やカスケード型Ａ／Ｄ変換回路はＭＳＢからＬＳＢまで１ビットずつ順番にＡ／Ｄ変換を行う、つまり最初のステージでＡ／Ｄ変換してＭＳＢをまず決定し、その量子化誤差を次段のステージでＡ／Ｄ変換して２ビット目を決定し、同様の処理を繰り返してＬＳＢまで決定する。サブレンジング型あるいはフォールディング型Ａ／Ｄ変換回路は、並列型を２つ設け、それぞれに上位ビットと下位ビットのＡ／Ｄ変換を分担させて２ステージでＡ／Ｄ変換する。いずれのＡ／Ｄ変換器１ａを用いる場合にも、Ａ／Ｄ変換器から出力された第１デジタル値を変換テーブル１ｂで変換して第２デジタル値を出力すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施形態の構成図である。
【図２】変換テーブルによる変換特性図である。
【図３】変換テーブルの説明図である。
【図４】他の変換テーブルの説明図である。
【図５】他の実施形態の構成図である。
【図６】従来のＡ／Ｄ変換回路の構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  Ａ／Ｄ変換回路、１ａ  Ａ／Ｄ変換器、１ｂ  変換テーブル、１０  検波回路、１２  ＣＰＵ。
【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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