(57)【要約】【課題】本発明は、低Ｓ／Ｎ比においても、クロックと再生信号の間の位相を同期させ、且つ、同期信号等を、正確に検出することができるデータ再生装置を提供することを目的とする。【解決手段】再生信号を、再生信号の同期クロックにてサンプリングを行うデータ再生装置において、アナログの再生信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段により変換されたディジタル信号を、サンプリングクロックの周波数のｎ倍の周波数を有するクロックでサンプリングされたディジタル信号となるように、補間する補間手段と、同期クロックと再生信号との間の最適な位相からの位相差を検出する最適位相検出手段と、最適位相検出手段により検出された前記位相差に基づいて、位相補正する位相補正手段と、最適位相検出手段にて検出された位相差に基づいて情報データの先頭を検出する情報データ先頭検出手段とを有するデータ再生装置により構成する。【選択図】　図８
2004079015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体から再生された再生信号を、再生信号の同期クロックにてサンプリングを行うデータ再生装置において、
アナログの再生信号を、サンプリングクロックでディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段により変換された前記ディジタル信号を、前記サンプリングクロックの周波数のｎ倍の周波数を有するクロックでサンプリングされたディジタル信号となるように、補間する補間手段と、
前記同期クロックと再生信号との間の最適な位相からの位相差を検出する最適位相検出手段と、
前記最適位相検出手段により検出された前記位相差に基づいて、位相補正する位相補正手段と、
前記最適位相検出手段にて検出された前記位相差に基づいて情報データの先頭を検出する情報データ先頭検出手段と、
を有するデータ再生装置。
【請求項２】
前記記録媒体は、記録トラックを有し、前記記録トラックは所定のパターンが書き込まれた位相検出領域及び情報データ先頭検出領域を有し、
前記最適位相検出手段は、前記同期クロックと前記所定のパターンとの間の最適な位相からの位相差を検出する、請求項１に記載のデータ再生装置。
【請求項３】
前記位相検出領域及び情報データ先頭検出領域は、専用の予め定められたパターンを記録することを特徴とする、請求項２に記載のデータ再生装置。
【請求項４】
位相検出領域及び情報データ先頭検出領域は、１つの領域で構成されることを特徴とする、請求項２に記載のデータ再生装置。
【請求項５】
前記位相検出領域及び情報データ先頭検出領域に記録される前記所定のパターンは、隣接するトラックにおいて異なるパターンであることを特徴とする、請求項２乃至４のうち何れか一項に記載のデータ再生装置。
【請求項６】
前記補間手段は、前記記録媒体に信号を記録し且つ再生するチャネルの有する伝達特性のインパルス応答に実質的に等しい係数を有する補間ディジタルフィルタであることを特徴とする、請求項１に記載のデータ再生装置。
【請求項７】
前記記録媒体は、記録トラックを有し、前記記録トラックは所定のパターンが書き込まれた位相検出領域及び情報データ先頭検出領域を有し、
前記Ａ／Ｄ変換手段は、再生されたアナログの前記所定のパターンを、サンプリングクロックで、ディジタル化された所定のパターンに変換し、
前記補間手段は、前記Ａ／Ｄ変換手段により変換された前記ディジタル化された所定のパターンを、前記サンプリングクロックの周波数のｎ倍の周波数を有するクロックでサンプリングされたディジタル化された所定のパターンとなるように、補間し、
前記最適位相検出手段は、前記補間されたディジタル化された所定のパターンと、前記記録媒体の前記位相検出領域及び情報データ先頭検出領域に記録されるべき、所定のパターンを、前記記録媒体に信号を記録し且つ再生するチャネルの有する伝達特性のインパルス応答に実質的に等しい係数によって重み付けされたデータとの間で、相互相関演算処理することにより、最適な位相を検出することを特徴とする、請求項１に記載のデータ再生装置。
【請求項８】
前記最適位相検出手段は、最適位相比較選択手段を有し、前記最適位相比較選択手段は、前記相互相関演算により得た相互相関値を比較する比較手段と、最大相互相関値と最適補間信号番号及び最適位相位置を記憶する記憶手段を有し、前記比較手段は、前記記憶手段に記憶されている最大相互相関値と、新たに得た相互相関値とを比較し、前記記憶手段に記憶されている前記最大相互相関値よりも前記新たに得た相互相関値のほうが大きい場合には、前記記憶手段に記憶されている最大相互相関値と最適位相位置を、前記新たに得た相互相関値、最適補間信号番号及び最適位相位置によって、更新することを特徴とする、請求項７に記載のデータ再生装置。
【請求項９】
前記最適位相検出手段における前記最適位相比較選択手段は、比較ゲートに従って、最適位相比較選択を行うことを特徴とする、請求項８に記載のデータ再生装置。
【請求項１０】
前記位相補正手段は、
前記最適位相検出手段の出力する最適補間信号番号に従って前記補間手段により補間された補間信号を選択することにより、位相補正する選択器を有し、
前記情報データ先頭検出手段は、最適位相位置に基づいて、前記補間手段により補間された信号の中から情報データの先頭を検出する最適位相送出カウンタと、補間信号から、同期クロックに同期した信号にリサンプリングする信号選択手段を有することを特徴とする、請求項１に記載のデータ再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ再生装置に関し、特に、再生信号をサンプリングする最適クロックの補正を可能とするデータ再生装置に関連する。
【０００２】
【従来の技術】
データ再生装置は、携帯電話・衛星通信などのデータ送受信装置、光ディスク・磁気ディスクなどのデータ記録・再生装置など多くの分野において用いられている。これらは、画像、音楽など大量且つ多種類の情報を、記憶し、高速に転送するのに必要な装置である。
【０００３】
従来の光ディスクや磁気ディスクなどのデータ再生装置においては、再生されたデータを、２値の情報データに復元するためには、先ず最初に記録されているデータの先頭を示す同期信号を再生することが必要となる。同期信号は、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ）回路を用いて、再生される。ＰＬＬの簡単な原理は、電圧制御発生器ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅ　Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）により、再生信号をディジタル化する基準となるクロック信号を発生し、このクロック信号の位相と再生信号の位相とを比較し、両者の位相が所定の関係となるように、ＶＣＯの発生するクロック信号の位相を調整する。
【０００４】
図１は、再生信号に同期したクロックを発生するための従来のアナログＰＬＬを有する、光ディスク再生装置の例を示す。図１の光ディスク再生装置は、光ディスク１０１に、光を照射し且つ光ディスク１０１からの反射光を受けて電気信号に変換する光学ヘッド１０２、光学ヘッド１０２から出力される信号を受けるＡＧＣ及びイコライザ１０３、従来のアナログＰＬＬ１０４及びＰＬＬ１０４により再生されたデータを復調する復調器１２０より構成される。
【０００５】
更に従来のアナログＰＬＬ１０４は、アナログフィルタ１０５、Ａ／Ｄ変換器１０６、ディジタル波形等化器１０７、シンボル判定器１０８、位相誤差検出器１０９、Ｄ／Ａ変換器１１０、ループフィルタ１１１及びＶＣＯ１１２より構成される。
【０００６】
図１に示すように、従来のアナログＰＬＬ１０４では、ＶＣＯ１１２から出力されるクロックを基準として、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器１０６により、再生信号１３０をアナログフィルタ１０５を通過させた後に、サンプリングを行う。Ａ／Ｄ変換器１０６によりサンプリングされた信号は、ディジタル波形等化器１０７により波形等化され、そして、次に、シンボル判定器１０８により、再生された信号のシンボルの判定を行う。次に、ＶＣＯ１１２により発生されたクロック信号の位相と再生信号の位相誤差を位相誤差検出器１０９により検出し、その検出結果をＤ／Ａ変換器１１０によりアナログ位相誤差信号に変換する。次に、ループフィルタ１１１を経た後のアナログ位相誤差信号により、ＶＣＯ１１２の発振クロック周波数が調整される。このようにして、ＶＣＯ１１２の出力クロックの調整を行いながら、再び、ＶＣＯ１１２の出力クロックを基準として、Ａ／Ｄ変換器１０６により再生信号のサンプリングを行う。この動作を繰り返すことにより、徐々に再生信号に同期したクロックを発生させることができる。
【０００７】
次に、図２は、外部クロック方式による従来のアナログＰＬＬを有する、光ディスク再生装置の例を示す。図２において、図１と同一番号を有する構成要素は同一の構成要素を示す。図２に示す光ディスク再生装置は、外部クロック方式による従来のアナログＰＬＬ２０１を有する。外部クロック方式による従来のアナログＰＬＬ２０１は、アナログフィルタ１０５、Ａ／Ｄ変換器１０６、ディジタル波形等化器１０７、シンボル判定器１０８、位相誤差検出器１０９、ＦＣＭ（Ｆｉｎｅ　Ｃｌｏｃｋ　Ｍａｒｋ）検出回路２０２、ＰＬＬ２０３及び遅延器２０４により構成される。
【０００８】
外部クロック方式とは、データを再生する場合のクロックを、情報データの再生信号自身から発生するのではなく、媒体上に埋め込まれた特別のクロックマークから再生された信号に、ＰＬＬを同期させて、クロックを発生する方式である。図２においては、クロックマーク再生信号２１０をＦＣＭ検出回路２０２により検出する。そして、ＦＣＭ検出回路２０２により検出されたクロックマーク再生信号に対して同期したクロックをＰＬＬ２０３により発生する。
【０００９】
外部クロック方式では、データを再生するためのクロックの周波数情報は、上述のようにクロックマークを使用して媒体から得ることができる。従って、クロックマークを検出する検出系と、再生信号の検出系の違いにより発生する、データを再生するためのクロックと再生信号の間の位相差の調整が必要となる。図２においては、遅延器２０４により、この位相差を調整する。
【００１０】
これを実行するために、図２においては、位相誤差検出器１０９により得られた位相誤差量に基づいて、遅延器２０４により、同期クロックの位相を遅延させ、Ａ／Ｄ変換器１０６に与え、サンプリングする。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、以下のような問題がある。
【００１１】
上述のように、セルフクロック方式及び、外部クロック方式ついて説明したが、何れの方式においても、フィードバックループを持つ構成になる。これにより、データを再生するためのクロックが、再生信号の変動に追従する速度を高速化することが難しくなり、更に、データの転送速度を高速化することが困難になる。また、低Ｓ／Ｎ（信号対雑音）比においては、シンボル判定誤り率の劣化が、位相調整の精度に大きく関係し、安定した位相同期が行えなくなるといった問題がある。
【００１２】
また、ＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ　Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）方式等の、データ信号処理方式の進歩により、低Ｓ／Ｎ比においても復調を行うことが可能となった。しかしながら、Ｓ／Ｎ比の低下や転送レートの高速化のために、上述のような従来の技術に従ったＰＬＬでは、データを再生するためのクロックと再生信号の間の高精度の位相差の調整が困難となり、また、フィードバックを含むことによるＰＬＬの追従動作の遅延及び発振などにより、高速な位相差の補正が困難となっている。
【００１３】
特に、近年、通信分野において提案され且つ採用されたターボ符号を、データ記憶装置に応用する場合には、ＰＲＭＬ方式を使用して達成できる記録密度以上の、さらなる高記録密度を達成できる可能性がある。しかし、一方、この高密度化による低Ｓ／Ｎ比においても、データを再生するためのクロックと再生信号の間の位相を同期させることと、更に、情報データ領域の先頭を示す情報データ先頭マーク（同期信号等）を、正確に検出することが困難となっている。
【００１４】
本発明は、この高密度化による低Ｓ／Ｎ比においても、データを再生するためのクロックと再生信号の間の位相を同期させ、且つ、情報データ領域の先頭を示す情報データ先頭マーク（同期信号等）を、正確に検出することができるデータ再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明に従って、　記録媒体から再生された再生信号を、再生信号の同期クロックにてサンプリングを行うデータ再生装置において、
アナログの再生信号を、サンプリングクロックでディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段により変換された前記ディジタル信号を、前記サンプリングクロックの周波数のｎ倍の周波数を有するクロックでサンプリングされたディジタル信号となるように、補間する補間手段と、
前記同期クロックと再生信号との間の最適な位相からの位相差を検出する最適位相検出手段と、
前記最適位相検出手段により検出された前記位相差に基づいて、位相補正する位相補正手段と、
前記最適位相検出手段にて検出された前記位相差に基づいて情報データの先頭を検出する情報データ先頭検出手段と、
を有するデータ再生装置を提供することによって達成できる。
【００１５】
本発明により、従来技術と比べて、より低いＳ／Ｎ比におけるデータ再生、クロストークの影響が大きいデータ再生、より高速な転送が要求されるシステムにおいて、高速かつ高い精度での、データを再生するためのクロックと再生信号の間の位相補正及び情報データ先頭検出を行うことができる。
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
図３は、本発明をに従った外部クロックによるデータ再生装置を有する、光ディスク再生装置の実施例を示す。また、図５は、光ディスク媒体上への信号の記録フォーマットの一実施例を示す。図３の外部クロックによるデータ再生装置３００は、図２の従来のアナログＰＬＬ２０１の代わりに使用する。図３において、図２と同一番号を付した構成要素は、同一の構成要素を示す。図３の外部クロックによるデータ再生装置３００は、アナログフィルタ１０５、Ａ／Ｄ変換器１０６、位相補正及び同期信号検出器３０１、ディジタル波形等化器１０７、シンボル判定器１０８、ＦＣＭ検出回路２０２、ＰＬＬ２０３、アドレスマーク検出器３０２により構成される。
【００１７】
図３の外部クロックによるデータ再生装置３００は、光ディスク１０１から再生されたクロックマーク（ＦＣＭ　：　Ｆｉｎｅ　Ｃｌｏｃｋ　Ｍａｒｋ）の再生信号２１０をＦＣＭ検出回路２０２で検出しそして、この検出されたクロックマークの再生信号に同期した、ＰＬＬ２０３により発生された同期チャネルクロック３１０が、Ａ／Ｄ変換器１０６に供給される。この同期チャネルクロック３１０は、情報データ再生信号と位相が同期していない。Ａ／Ｄ変換器１０６は、この同期チャネルクロック３１０をサンプリングクロック（同期チャネルクロックあるいは、同期チャネルクロックの数倍の周波数のクロック）として、アナログフィルタ１０５の出力の再生信号をサンプリングする。
【００１８】
アドレスマーク検出回路３０２は、再生されたアドレス信号３２０に基づいて、位相比較ゲート３２１を発生する。そして、サンプリングされた信号は、位相補正及び同期信号検出器３０１により、位相比較ゲート３２１内で、最適なサンプリング点でサンプリングが行われたのと等くなるように、サンプリング点の位相に補正が行われる。そして、データ部のみが送出される。位相補正及び同期信号検出器３０１より送出された出力は、ディジタル波形等化器１０７により波形等化されそして、シンボル判定器１０８によりシンボルが判定される。
【００１９】
図５に示された一実施例の光ディスク媒体上への信号の記録フォーマットは、各フレーム（例えば、Ｆｒａｍｅ１）が同期信号（ＳＹＮＣ）領域５０１とデータ（ＤＡＴＡ）領域５０２により構成される。図５の、ＳＹＮＣ領域は、位相検出領域及び情報データ先頭検出領域として働き、本実施例では、Ｍ系列（Ｍａｘｉｍａｌ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ）信号により形成される。しかし、位相検出領域及び情報データ先頭検出領域は、別々の領域として構成しても良い。１つのトラックに記録されるＭ系列信号と、その隣接するトラックに記録されるＭ系列信号との間の相関が小さくなるように、帰還法を、トラック毎に別に選択する。図６は、Ｍ系列の発生器の一例を示す。図６のＭ系列発生器は、３段のシフトレジスタ６０１、６０２及び６０３と、排他的論理和６０４により構成される。図６のＭ系列の発生器の一例は、段数が３、符号長が７で且つ、帰還法［３，１］のＭ系列発生器を示す。図よりＤ１，Ｄ２，Ｄ３の初期値をそれぞれ１，１，１とすると、出力される符合は、１１１０１００１１１０１００．．．となる。
【００２０】
次に、図４は、本発明に従った任意クロックによるデータ再生装置を有する、光ディスク再生装置の実施例を示す。また、図７は、光ディスク媒体上への信号の記録フォーマットの他の一実施例を示す。
【００２１】
図４は、図１の、再生信号に同期したクロックを発生するための従来のアナログＰＬＬ１０４に対応する。図４の任意クロックによるデータ再生装置４００は、アナログフィルタ１０５、Ａ／Ｄ変換器１０６、位相補正及び同期信号検出器４０１、ディジタル波形等化器１０７、シンボル判定器１０８、ＶＣＯ４０２、及び、アドレスマーク検出器３０２により構成される。図６の任意クロックによるデータ再生装置４００は、予め、適当な周波数　（記録したクロック周波数）を有するクロックを、任意にＶＣＯ４０２から発生させ、Ａ／Ｄ変換器１０６により、アナログフィルタ１０５の出力の再生信号をサンプリングする。
【００２２】
アドレスマーク検出回路３０２は、再生されたアドレス信号３２０に基づいて、位相比較ゲート３２１を発生する。そして、サンプリングされた信号は、位相補正及び同期信号検出器４０１により、位相比較ゲート３２１内で、最適なサンプリング点でサンプリングが行われたのと等しくなるように、サンプリング点の位相に補正が行われる。そして、データ部のみが送出される。位相補正及び同期信号検出器４０１より送出された出力は、ディジタル波形等化器１０７により波形等化されそして、シンボル判定器１０８によりシンボルが判定される。
【００２３】
図７に示された一実施例の光ディスク媒体上への信号の記録フォーマットは、各フレーム（例えば、Ｆｒａｍｅ１）が同期信号（ＳＹＮＣ）領域とデータ（ＤＡＴＡ）領域及び、再同期信号（ＲＥＳＹＮＣ）領域とデータ（ＤＡＴＡ）領域の繰返しにより構成される。図７に示すようなフォーマット構成にすることにより、ＳＹＮＣ領域において、大きな量の位相差を上述のように補正し、そして、その後に生じる微小な周波数のずれを、ＲＥＳＹＮＣ領域で補正することができる。
【００２４】
以下に、外部クロック同期方式に従った、位相補正及び同期信号検出器について説明する。
【００２５】
図８は、本発明の一実施例の構成を示す。図８の実施例は、図３における位相補正及び同期信号検出器３０１又は、図４における位相補正及び同期信号検出器４０１の実施例を示す。図８の位相補正及び同期信号検出器３０１は、補間ＦＩＲフィルタ８０１、位相検出器８０２、遅延器８０３及び最適位相選択器８０４、及びタイミング発生器８０６より構成される。タイミング発生器８０６は、ホスト装置からの読み出し命令等８０７に従って、各部の動作に必要なタイミング信号を発生する。図８においては、Ａ／Ｄ変換器１０６に与えるサンプリングクロックは、同期チャネルクロック（Ｃｈ．ＣＬＫ）の周波数の２倍のクロック（ＲＳ＿ＣＬＫ）とし、補間ＦＩＲフィルタにおける補間倍数を１０倍（ｎ＝１０））とする。また、補間ＦＩＲフィルタと位相検出器の構成は、それぞれ、並列構成を有するとする。
【００２６】
図８において、図３のアナログフィルタ１０５より出力された、再生されたアナログ信号１３１は、Ａ／Ｄ変換器１０６により、同期チャネルクロックの２倍の周波数のクロックＲＳ＿ＣＬＫ３１０でサンプリングされ、補間ＦＩＲフィルタ８０１で１０倍に補間される。そして、アドレスマーク検出回路３０２から比較ゲート信号３２１が入力されたときに、位相検出器８０２により、最適位相情報８０５が出力される。一方、補間ＦＩＲフィルタ８０１の出力は、遅延器８０３により遅延される。最適位相選択器８０４は、最適位相情報８０５に従って、遅延器８０３の出力から補間信号を選択し且つ、補正した後に、位相補正されたディジタル信号のデータ部のみ出力する。
【００２７】
次に、図８の位相補正及び同期信号検出器３０１の動作を、以下に詳しく説明する。図９は、並列型で構成され補間ＦＩＲフィルタ８０１の実施例を示す。図９の補間ＦＩＲフィルタ８０１は、１０個のＦＩＲフィルタ９００から９０９により並列に構成される。図８のＡ／Ｄ変換器１０６の出力は、この１０個のＦＩＲフィルタ９００から９０９に並列に入力される。各ＦＩＲフィルタ９００から９０９は、補間信号９１０から９１９を出力する。
【００２８】
図１０は、図９の各々のＦＩＲフィルタの構成例を示す。図１０のＦＩＲフィルタは、１クロックの遅延を表す遅延演算子（Ｄ）１００１から１００５、乗算器１０１１から１０１６及び加算器１０２０により構成される。図１１は、図１０に示されたＦＩＲフィルタの乗算器１０１１から１０１６の乗数であり、これは、フィルタのタップ係数を示す。
【００２９】
図８に示す実施例では、補間ＦＩＲフィルタ８０１において、１０倍の補間を行うが、補間の概念を明確にするために、図１１では、４倍の補間を行う場合についてのフィルタのタップ係数を示す。従って、図１１の例より、１０倍の補間を行う場合にに付いては、当業者には容易に理解することができる。
【００３０】
図１１に示す実施例では、最大値１に正規化したナイキスト波形によって補間を行う場合を示し、簡単のために、４倍補間を行う場合を示している。図１１において、円印で示されているのは、同期クロックの４倍の周波数のクロックで、ナイキスト波形をサンプリングした場合の各サンプリング点を示す。このように、同期クロックの４倍の周波数のクロックでサンプリングした点を、４個おきに抽出し、第１のＦＩＲフィルタのタップ係数を構成する。次に、前記第１のＦＩＲフィルタのタップ係数に隣接するタップ係数を抽出し、第２のＦＩＲフィルタのタップ係数を構成する。即ち、ＦＩＲフィルタ＃１では、
【００３１】
【外１】
2004079015.tif 000003
をフィルタタップ係数とし、ＦＩＲフィルタ＃２では、
【００３２】
【外２】
2004079015.tif 000004
をフィルタタップ係数とする。このようにして、各並列フィルタのタップ係数を決定する。前述のように、図８の実施例では、１０倍の補間を行うので、図１１の４個おきに抽出した係数を、１０個おきに抽出すれば良い。代表的なナイキスト波形を次式に示す。
【００３３】
【数１】
2004079015.tif 000005
である。
【００３４】
この式において、タップ数が６であれば、タップ係数は次のように与えられる。
【００３５】
ＦＩＲフィルタ９００：
【００３６】
【外３】
2004079015.tif 000006
である。
【００３７】
ＦＩＲフィルタ９０１：
【００３８】
【外４】
2004079015.tif 000007
である。
【００３９】
ＦＩＲフィルタｎ−１：
【００４０】
【外５】
2004079015.tif 000008
である。
【００４１】
以上のように、並列にＦＩＲフィルタを持ち、それぞれのＦＩＲフィルタのタップ係数値を変えることで、補間の倍数のクロック周波数が不必要となる。また、ｒ（０）＝１，ｒ（ｍＴ）＝０　：ｍ＝±１，±２．．．であるようなナイキスト波形により補間を行う場合、ＦＩＲフィルタ９００は必要なくなり、ＦＩＲフィルタ内の遅延素子数に応じた分だけ遅延させればよい。
【００４２】
次に、図１２は、並列型で構成した位相検出器８０２の実施例を示す。図１２より、並列型位相検出器８０２は、補間倍数と同様のｎ個（図１２ではｎ＝１０）の相互相関器１２００から１２０９を並列に有し且つ最適位相検出器１２１０を有する。各相互相関器１２００から１２０９には、図１１の補間信号９１０から９１９が入力される。図１３は、各相互相関器１２００から１２０９の構成を示し、各相互相関器１２００から１２０９は、積和演算を行う。図１３の相互相関器は、補間信号を記憶するメモリ１３０１、ＰＲ（１，１）特性を付与されたＳＹＮＣパターンを記憶するメモリ１３０２、乗算器１３０１から１３０６及び加算器１３０７により構成される。ＰＲ（１，１）特性は、１＋Ｄ特性であり、理想的には、同期クロック周波数で周波数応答がゼロになる。相互相関とは、２つの信号の積和を演算することであり、信号が互いに似ている度合いを検出する方法である。本発明では、メモリ１３０２に記憶された、記録再生チャネルの特性であるＰＲ（１，１）特性を通した、既知のＳＹＮＣ領域の系列と、補間信号との相互相関を検出し、位相誤差を検出する。
【００４３】
ここで、図１３に示すように、クロックＲＳ＿ＣＬＫの周波数が、同期クロックＣｈ．ＣＬＫのの周波数の２倍である場合には、メモリ１３０１内に記憶されたサンプルの１サンプルおきの値と、メモリ１３０２に記憶された、記録再生チャネルの特性を与えたＳＹＮＣ領域の系列の各値との積和演算を行う。
【００４４】
図１４は、並列型位相検出器を使用した場合の最適位相検出器１２１０の実施例を示す。最適位相検出器１２１０は比較器１４０１と、最適位相値等の記憶ブロック１４０２で構成される。比較器１４０１は、タイミング発生器８０６から入力される、相互相関比較ゲート信号１４０３が開いているとき（γクロックの間）のみ動作する。比較器１４０１では、１クロック毎に各相互相関値が入力されると、記憶していた最大相互相関値と比較を行う。最適位相値等の記憶ブロック１４０２は、相互相関値の段数（相互相関信号番号）、相互相関比較ゲートが開いてからのクロックカウント数（ＣＬＫ＿ｃｎｔｍａｘ）、及び相互相関値（Ｒｍａｘ）を記憶する。最適な相互相関値の段数は、最適補間信号番号であり、クロックカウント数は、最適位相位置である。比較器１４０１に入力された相互相関値が、最適位相値等の記憶ブロック１４０２内に記憶されている最大相互相関値よりも大きい場合には、相互相関値の段数（相互相関信号番号）、相互相関比較ゲートが開いてからのクロックカウント数（ＣＬＫ＿ｃｎｔｍａｘ）、及び相互相関値（Ｒｍａｘ）を更新する。そして、最終的に、最適補間信号番号１４０４と、クロックカウント数１４０５を出力する。但し、記憶されるデータは、相互相関比較ゲート１４０３が開いたタイミングでリセットされ、任意の初期値に設定される。
【００４５】
次に、図１５は、最適位相選択器８０４の構成実施例を示す。図１５の最適位相選択器８０４は、選択器１５０１、最適位相送出カウンタ１５０２及びデマルチプレクサ１５０３より構成される。最適位相選択器８０４では、遅延器８０３により、γだけ遅延したｎ段（図例ではｎ＝１０）の補間信号の中から、位相検出器８０２の最適位相検出器１２０１から出力される最適位相を持つ最適補間信号番号１４０４に従って、図９に示された補間信号９１０から９１９の中から１つの補間信号を選択する。そして、最適位相位置１４０５により示される信号から後の信号のみを送出し、次に、１／２のＤＥＭＵＸ（デマルチプレクサ）によりサンプルを１／２に間引く（例えば０，２，４，６，．．．のクロックデータのみ出力される）。その結果、情報データの先頭から、正確に出力される。
【００４６】
このようにして、データを再生するためのクロックと再生信号の間の位相を同期させ、且つ、情報データ領域の先頭を示す同期信号等の情報データ先頭マークの位置を、正確に検出し、デマルチプレクサ１５０３より、再生されたデータのみを正確に出力することができる。
【００４７】
図１６は、補間ＦＩＲフィルタ８０１及び位相検出器８０２について並列処理を行った場合の本発明のタイミングチャート例をに示す。図１６に示すタイミングチャートでは、１フレームを再生する場合を例に説明する。
【００４８】
図１６より、１フレームは、図５を用いて前述したように、データの先頭及び位相誤差を検出するためのＳＹＮＣ部５０１とＤＡＴＡ部５０２より構成される。
【００４９】
光ディスク再生装置に、ホスト装置から、読み出し命令が入力されると、、情報データ再生用のリードゲートトリガ（Ｔｒｉｇｇｅｒ）が立ち上がる（２）。これに従って、リサンプリングクロック（ＲＳ＿ＣＬＫ　：　同期チャネルクロック（Ｃｈ．ＣＬＫ）のｘ倍の周波数）（３）によりＡ／Ｄ変換器１０６で再生信号のサンプリングを行う。
【００５０】
Ａ／Ｄ変換された信号（４）は、補間ＦＩＲフィルタにより、補間が行われ、補間信号（５）が補間ＦＩＲフィルタ８０１より出力される。このとき、補間ＦＩＲフィルタ８０１内の個々のＦＩＲフィルタが持つ遅延素子数／２の数のクロック（τクロック）遅延して、補間信号（５）を出力する。期間γは、ＳＹＮＣ信号の先頭を捜索する範囲を示す。アドレスマーク検出器３０２より出力される相互相関比較ゲート３２１は、リードゲートトリガの立ち上がりからＳＹＮＣ長×ｘ＋τクロックだけ遅延した後に開き、γクロック期間だけ開く（６）。位相検出器内の比較器は、相互相関比較ゲートが開いた時に、図１４の最適位相値等の記憶ブロック１４０２内１４０２記憶部の内部状態を初期化し、そして、相互相関比較ゲート３２１が開いている間だけ、記憶部の更新を行う。そして、相互相関比較ゲートが閉じた時に、位相検出器８０２内に記憶されている最適補間信号番号１４０４と最適位相位置１４０５より構成される、最適位相位置情報８０５を、最適位相選択器８０４に送る。そして、最適位相選択器８０４は、遅延器８０３により、γクロック遅延された補間信号の中から、最適補間信号を選択し、最適位相位置のＣｌｋ＿ｃｎｔｍａｘクロック数だけ最適補間信号を遅延させそして、デマルチプレクサによって、もとの同期チャネルクロック（Ｃｈ．ＣＬＫ）に同期したＤＡＴＡ部分のみを最適位相選択器８０４より出力する。
【００５１】
次に、本発明において、ＦＩＲフィルタ８０１及び位相検出器８０２を並列処理しない場合の他の実施例を図１７に示す。図１７より、Ａ／Ｄ変換器は同期チャネルクロックのｘ倍の周波数を有するクロック３１０によりサンプリングし、零補間ＦＩＲフィルタ８０１、位相検出器８０２は同期クロックのｘ×ｎ倍の周波数を有するクロックにより動作を行う。同期クロックのｘ×ｎ倍の周波数を有するクロックも図３のＰＬＬ２０３により発生できる。最適位相選択器８０４では、ＳＹＮＣ送出カウンタブロックのみ同期チャネルクロックで処理し、その他の内部ブロックは同期チャネルクロックのｘ×ｎ倍の周波数のクロックで処理を行う。
【００５２】
図１７に示す零補間ＦＩＲフィルタの構成の実施例を図１８に示す。図１８に示すように零補間ＦＩＲフィルタ８０１は零補間フィルタ１８０１とＦＩＲフィルタ１８０２により構成される。
【００５３】
図１９は、零補間フィルタの概念図を示す。図１９より同期チャネルクロックのｘ倍の周波数を有するクロック１９０３によりサンプリングされた信号１９０１の間に、ゼロ信号１９０２を挿入することにより、ｎ倍（図例では２倍）に補間する。ＲＳ＿ＣＬＫ１９０４は、補間された後のサンプルに対応する周波数のクロックを示す。
【００５４】
図２０は、零補間フィルタの構成の実施例を示す。図２０では、マルチプレクサ２００１によって、Ａ／Ｄ変換器１０６から出力された信号２００２に、’’０’’信号２００３から２００５を多重（ＭＵＸ　：　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）する。
【００５５】
図２１は、零補間ＦＩＲフィルタ１８０１の概念図を示す。零補間ＦＩＲフィルタ１８０１により、サンプリングされた信号の間にｎ−１個の’’０’’を補間した信号２１０１を、ＦＩＲフィルタ２１０１を通過させると、補間された信号２１０３が得られる。零補間ＦＩＲフィルタ８０１に用いるＦＩＲフィルタタップ係数例を図２２に示す。ＦＩＲフィルタタップ係数はナイキスト関数により補間を行う場合には、図２２に示すように、同期チャネルクロックの周期をｎ分割した時点における、ナイキスト関数の値ｋ０、ｋ１，ｋ２．．を順次タップ係数とする。例えば、
【００５６】
【外６】
2004079015.tif 000009
となる。但し、上式及び図例はｎ＝４の場合である。
（付記）
（付記１）　記録媒体から再生された再生信号を、再生信号の同期クロックにてサンプリングを行うデータ再生装置において、
アナログの再生信号を、サンプリングクロックでディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段により変換された前記ディジタル信号を、前記サンプリングクロックの周波数のｎ倍の周波数を有するクロックでサンプリングされたディジタル信号となるように、補間する補間手段と、
前記同期クロックと再生信号との間の最適な位相からの位相差を検出する最適位相検出手段と、
前記最適位相検出手段により検出された前記位相差に基づいて、位相補正する位相補正手段と、
前記最適位相検出手段にて検出された前記位相差に基づいて情報データの先頭を検出する情報データ先頭検出手段と、
を有するデータ再生装置。
【００５７】
（付記２）　前記記録媒体は、記録トラックを有し、前記記録トラックは所定のパターンが書き込まれた位相検出領域及び情報データ先頭検出領域を有し、
前記最適位相検出手段は、前記同期クロックと前記所定のパターンとの間の最適な位相からの位相差を検出する、付記１に記載のデータ再生装置。
【００５８】
（付記３）　前記位相検出領域及び情報データ先頭検出領域は、専用の予め定められたパターンを記録することを特徴とする、付記２に記載のデータ再生装置。
【００５９】
（付記４）　位相検出領域及び情報データ先頭検出領域は、１つの領域で構成されることを特徴とする、付記２に記載のデータ再生装置。
【００６０】
（付記５）　前記位相検出領域及び情報データ先頭検出領域に記録される前記所定のパターンは、隣接するトラックにおいて異なるパターンであることを特徴とする、付記２乃至４のうち何れか一項に記載のデータ再生装置。
【００６１】
（付記６）　前記補間手段は、前記記録媒体に信号を記録し且つ再生するチャネルの有する伝達特性のインパルス応答に実質的に等しい係数を有する補間ディジタルフィルタであることを特徴とする、付記１に記載のデータ再生装置。
【００６２】
（付記７）　前記補間手段は、それぞれ異なるフィルタ係数を有する、ＦＩＲフィルタを並列に配置することを特徴とする、付記１或は６に記載のデータ再生装置。
【００６３】
（付記８）　前記補間手段は、前記Ａ／Ｄ変換手段により変換された前記ディジタル信号の間を、直線的にｎ等分する直線補間により行うことを特徴とする、付記１に記載のデータ再生装置。
【００６４】
（付記９）　前記記録媒体は、記録トラックを有し、前記記録トラックは所定のパターンが書き込まれた位相検出領域及び情報データ先頭検出領域を有し、
前記Ａ／Ｄ変換手段は、再生されたアナログの前記所定のパターンを、サンプリングクロックで、ディジタル化された所定のパターンに変換し、
前記補間手段は、前記Ａ／Ｄ変換手段により変換された前記ディジタル化された所定のパターンを、前記サンプリングクロックの周波数のｎ倍の周波数を有するクロックでサンプリングされたディジタル化された所定のパターンとなるように、補間し、
前記最適位相検出手段は、前記補間されたディジタル化された所定のパターンと、前記記録媒体の前記位相検出領域及び情報データ先頭検出領域に記録されるべき、所定のパターンを、前記記録媒体に信号を記録し且つ再生するチャネルの有する伝達特性のインパルス応答に実質的に等しい係数によって重み付けされたデータとの間で、相互相関演算処理することにより、最適な位相を検出することを特徴とする、付記１に記載のデータ再生装置。
【００６５】
（付記１０）　前記最適位相検出手段は、前記相互相関演算を並列に行う相互相関器を有することを特徴とする、付記９に記載のデータ再生装置。
【００６６】
（付記１１）　前記最適位相検出手段は、最適位相比較選択手段を有し、前記最適位相比較選択手段は、前記相互相関演算により得た相互相関値を比較する比較手段と、最大相互相関値と最適補間信号番号及び最適位相位置を記憶する記憶手段を有し、前記比較手段は、前記記憶手段に記憶されている最大相互相関値と、新たに得た相互相関値とを比較し、前記記憶手段に記憶されている前記最大相互相関値よりも前記新たに得た相互相関値のほうが大きい場合には、前記記憶手段に記憶されている最大相互相関値と最適位相位置を、前記新たに得た相互相関値、最適補間信号番号及び最適位相位置によって、更新することを特徴とする、付記９或は１０に記載のデータ再生装置。
【００６７】
（付記１２）　前記最適位相検出手段における前記最適位相比較選択手段は、比較ゲートに従って、最適位相比較選択を行うことを特徴とする、付記１１に記載のデータ再生装置。
【００６８】
（付記１３）　前記最適位相比較選択手段の前記記憶手段は、前記比較ゲートが開いたタイミングで任意の初期値に設定され、前記比較ゲートが開いている間は、前記相互相関値、前記最適補間信号番号及び前記最適位相位置の更新を行うことができ、前記比較ゲートが閉じている間は、前記相互相関値、前記最適補間信号番号及び前記最適位相位置を保持することを特徴とする、付記１１に記載のデータ再生装置。
【００６９】
（付記１４）　前記位相補正手段は、
前記最適位相検出手段の出力する最適補間信号番号に従って前記補間手段により補間された補間信号を選択することにより、位相補正する選択器を有し、
前記情報データ先頭検出手段は、最適位相位置に基づいて、前記補間手段により補間された信号の中から情報データの先頭を検出する最適位相送出カウンタと、補間信号から、同期クロックに同期した信号にリサンプリングする信号選択手段を有することを特徴とする、付記１に記載のデータ再生装置。
【００７０】
（付記１５）　前記比較ゲートは、位相検出領域及び情報データ先頭検出領域の長さ以上開き、任意に設定できることを特徴とする、付記１２に記載のデータ再生装置。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、高密度化による低Ｓ／Ｎ比においても、データを再生するためのクロックと再生信号の間の位相を同期させ、且つ、情報データ領域の先頭を示す情報データ先頭マーク（同期信号等）を、正確に検出することができるデータ再生装置を提供することができる。
【００７２】
図８に示す本発明の構成実施例を用いることにより、従来よりも２ｄＢ以上低いＳ／Ｎ比においても、高精度の最適位相補正、情報データ先頭検出が可能でありまた、高速転送レートを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のアナログＰＬＬを有する光ディスク再生装置の構成例を示す図である。
【図２】従来のアナログＰＬＬを有する光ディスク再生装置の構成例を示す図である。
【図３】本発明をに従った外部クロックによるデータ再生装置を有する、光ディスク再生装置の実施例を示す図である。
【図４】本発明を従った任意クロックによるデータ再生装置を有する、光ディスク再生装置の実施例を示す図である。
【図５】光ディスク媒体上への信号の記録フォーマットの一実施例を示す図である。
【図６】Ｍ系列の発生器の一例を示す図である。
【図７】光ディスク媒体上への信号の記録フォーマットの他の一実施例を示す図である。
【図８】本発明の一実施例を示す図である。
【図９】並列型で構成され補間ＦＩＲフィルタ８０１の実施例を示す図である。
【図１０】本発明のＦＩＲフィルタの構成例を示す図である。
【図１１】本発明のＦＩＲフィルタタップ係数例を示す図である。
【図１２】本発明の並列型で構成した位相検出器の実施例を示す図である。
【図１３】本発明の相互相関器の構成例を示す図である。
【図１４】本発明の並列型位相検出器を使用した場合の最適位相検出器の実施例を示す図である。
【図１５】本発明の最適位相選択器の構成例を示す図である。
【図１６】本発明のタイミングチャート例を示す図である。
【図１７】本発明の他の実施例を示す図である。
【図１８】本発明の零補間ＦＩＲフィルタの構成の実施例を示す図である。
【図１９】零補間フィルタの概念図を示す図である。
【図２０】零補間フィルタの構成の実施例を示す図である。
【図２１】本発明の零補間ＦＩＲフィルタの概念図を示す図である。
【図２２】本発明のＦＩＲフィルタタップ係数の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１０１　光ディスク
１０２　光学ヘッド
１０３　増幅器
１０４　従来のアナログＰＬＬ
１０５　アナログフィルタ
１０６　Ａ／Ｄ変換器
１０７　ディジタル波形等化器
１０８　シンボル判定器
１０９　位相誤差検出器
１１０　Ｄ／Ａ変換器
１１１　ループフィルタ
１１２　ＶＣＯ
１２０　復調器
２０１　外部クロック方式による従来のアナログＰＬＬ
２０２　ＦＣＭ検出回路
２０３　ＰＬＬ
２０４　遅延器
３００　外部クロックによるデータ再生装置
３０１　位相補正及び同期信号検出器
３０２　アドレスマーク検出回路
４００　任意クロックによるデータ再生装置
４０１　位相補正及び同期信号検出器
８０１　補間ＦＩＲフィルタ
８０２　位相検出器
８０３　遅延器
８０４　最適位相選択器
８０５　最適位相情報
９００から９０９　ＦＩＲフィルタ
１００１から１００５　遅延演算子（Ｄ）
１０１１から１０１６　乗算器
１０２０　加算器
１２００から１２０９　相互相関器
１２１０最適位相検出器
１３０１、１３０２　メモリ
１３０１から１３０６　乗算器
１３０７　加算器
１４０１　比較器
１４０２　最適位相値等の記憶ブロック
１５０１　選択器
１５０２　最適位相送出カウンタ
１５０３　デマルチプレクサ
１８０１　零補間フィルタ
１８０２　ＦＩＲフィルタ
２００１　マルチプレクサ
２１０２　ＦＩＲフィルタ
【図１】
2004079015.tif 000010
【図２】
2004079015.tif 000011
【図３】
2004079015.tif 000012
【図４】
2004079015.tif 000013
【図５】
2004079015.tif 000014
【図６】
2004079015.tif 000015
【図７】
2004079015.tif 000016
【図８】
2004079015.tif 000017
【図９】
2004079015.tif 000018
【図１０】
2004079015.tif 000019
【図１１】
2004079015.tif 000020
【図１２】
2004079015.tif 000021
【図１３】
2004079015.tif 000022
【図１４】
2004079015.tif 000023
【図１５】
2004079015.tif 000024
【図１６】
2004079015.tif 000025
【図１７】
2004079015.tif 000026
【図１８】
2004079015.tif 000027
【図１９】
2004079015.tif 000028
【図２０】
2004079015.tif 000029
【図２１】
2004079015.tif 000030
【図２２】
2004079015.tif 000031