(57)【要約】【課題】波形等化回路の係数制御にて複数の異なる制限値を任意に設けることで、ＰＲ等化を確実に行い、チルト等の歪に対して確実な再生処理を行うディスク装置を提供する。【解決手段】ディスクからの読取信号を出力する読取部１１と、複数のタップ係数に基づいて読取信号にＰＲ等化を行う等化部１７と、等化処理された読取信号の復号処理を行う復号部１８と、復号された読取信号の理想信号を求め、復号された読取信号と比較して誤差信号Ｅを算出する算出部２２と、タップ係数を各対称位置のタップ係数の組である第１係数組Ｃ１，Ｃ４と第２係数組Ｃ２，Ｃ３とに少なくとも組み分けし、かつ、算出された誤差信号に応じて第１制限値Ｋ１の範囲で第１係数組Ｃ１，Ｃ４のタップ係数を決定し、第１制限値とは異なる第２制限値Ｋ２の範囲で第２係数組Ｃ２，Ｃ３のタップ係数を決定して等化部に供給することで等化処理を制御する制御部３０とを有するディスク装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクからの反射光を読取って読取信号を出力する読取部と、
複数のタップ係数に基づいて前記読取信号にＰＲ等化を行う等化部と、
前記等化部で等化処理された読取信号の復号処理を行う復号部と、
前記復号された読取信号の理想信号を求め、前記理想信号と前記復号された読取信号とを比較して誤差信号を算出する算出部と、
前記タップ係数を、各対称位置のタップ係数の組である第１係数組と第２係数組とに少なくとも組み分けし、かつ、前記算出された誤差信号に応じて、少なくとも、第１制限値の範囲で前記第１係数組のタップ係数を決定し、前記第１制限値とは異なる第２制限値の範囲で前記第２係数組のタップ係数を決定して、前記等化部に供給することで等化処理を制御する制御部とを具備することを特徴とするディスク装置。
【請求項２】
少なくとも前記第１係数組が、第２係数組よりも中心タップ係数に対して外側であれば、タップ係数の更新を制限する第１制限値が前記第２制限値よりも値が大きいことを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
【請求項３】
前記等化部のタップ係数が奇数タップの場合は、中心タップ係数の次に大きい係数組のみに前記制限値を、前記制御部のタップ係数が偶数タップの場合は、中心タップ係数が属する係数組及び前記中心タップ係数の次に大きい係数組のみに、前記制限値を設定することを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
【請求項４】
前記ディスクの種類を識別して識別信号を出力する識別部を更に有し、
前記制御部は、前記識別信号に応じて、前記制限値の少なくとも１つを変更することを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
【請求項５】
前記ディスクの種類を識別して識別信号を出力する識別部を更に有し、
前記制御部は、前記識別信号が赤色レーザＤＶＤから青色レーザＤＶＤを示すものに変わった場合、前記制限値の少なくとも１つの値を大きく変更することを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
【請求項６】
前記復号部は、異なるＰＲクラスに応じた複数の復号部を有しており、前記制御部は異なるＰＲクラスに応じたタップ係数を決定するための、ＰＲクラス毎に異なる値の制限値を有していることを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
【請求項７】
前記ディスクの種類を識別して識別信号を出力する識別部を更に有し、
前記復号部は、異なるＰＲクラスに応じた複数の復号部を有しており、前記制御部は異なるＰＲクラスに応じたタップ係数を決定するための、ＰＲクラス毎に異なる値の制限値を有しており、
前記制御部は、前記識別信号に応じて複数の復号部の内の一つが選択されることにより、前記ディスクの種類に応じて、異なる値の制限値の内の一つが選択されることを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
【請求項８】
前記読取部からの前記読取信号に基づいて前記ディスクのタンジェンシャルチルトを検出するチルト検出部を更に有しており、
前記制御部は、前記タンジェンシャルチルトを検出すると、前記制限値の少なくとも１つの値を変えることを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
【請求項９】
前記読取部からの前記読取信号に基づいて前記ディスクのタンジェンシャルチルトの値を検出するチルト検出部を更に有しており、
前記制御部は、前記タンジェンシャルチルトの値が所定値よりも大きいことを検出すると、前記制限値の少なくとも１つの値を変えることを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
【請求項１０】
前記制御部は、与えられる所定信号に応じて、少なくとも１つの前記制限値の制限を解除した上で、前記算出された誤差信号に応じてタップ係数を決定して前記等化部に供給することを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
【請求項１１】
ディスクからの反射光を読取って読取信号を出力し、
複数のタップ係数に基づいて前記読取信号にＰＲ等化を行い
前記等化処理された読取信号の復号処理を行い、
前記復号された読取信号の理想信号を求め、前記理想信号と前記復号された読取信号とを比較して誤差信号を算出し、
前記タップ係数を、各対称位置のタップ係数の組である第１係数組と第２係数組とに少なくとも組み分けし、かつ、前記算出された誤差信号に応じて、少なくとも、第１制限値の範囲で前記第１係数組のタップ係数を決定し、前記第１制限値とは異なる第２制限値の範囲で前記第２係数組のタップ係数を決定して供給することで等化処理を制御することを特徴とするディスク再生方法。
【請求項１２】
少なくとも前記第１係数組が、第２係数組よりも中心タップ係数に対して外側であれば、タップ係数の更新を制限する第１制限値が前記第２制限値よりも値が大きいことを特徴とする請求項１１記載のディスク再生方法。
【請求項１３】
前記タップ係数が奇数タップの場合は、中心タップ係数の次に大きい係数組のみに前記制限値を、前記タップ係数が偶数タップの場合は、中心タップ係数が属する係数組及び前記中心タップ係数の次に大きい係数組のみに、前記制限値を設定することを特徴とする請求項１１記載のディスク再生方法。
【請求項１４】
前記ディスクの種類を識別して識別信号を出力し、
前記識別信号に応じて前記制限値の少なくとも１つを変更することを特徴とする請求項１１記載のディスク再生方法。
【請求項１５】
前記ディスクの種類を識別して識別信号を出力し、
前記識別信号が赤色レーザＤＶＤから青色レーザＤＶＤを示すものに変わった場合、前記制限値の少なくとも１つの値を大きく変更することを特徴とする請求項１１記載のディスク再生方法。
【請求項１６】
前記復号処理のための復号部は異なるＰＲクラスに応じた複数の復号部を有しており、異なるＰＲクラスに応じたタップ係数を決定するための、ＰＲクラス毎に異なる値の制限値（ＫＰ）が用いられることを特徴とする請求項１１記載のディスク再生方法。
【請求項１７】
前記ディスクの種類を識別して識別信号を出力し、
前記復号処理のための復号部は、異なるＰＲクラスに応じた複数の復号部を有しており、異なるＰＲクラスに応じたタップ係数を決定するための、ＰＲクラス毎に異なる値の制限値が用いられ、
前記識別信号に応じて複数の復号部の内の一つが選択されることにより、前記ディスクの種類に応じて、異なる値の制限値の内の一つが選択されることを特徴とする請求項１１記載のディスク再生方法。
【請求項１８】
前記読取信号に基づいて前記ディスクのタンジェンシャルチルトを検出し、
前記タンジェンシャルチルトを検出すると、前記制限値の少なくとも１つの値を変えることを特徴とする請求項１１記載のディスク再生方法。
【請求項１９】
前記読取信号に基づいて前記ディスクのタンジェンシャルチルトの値を検出し、
前記タンジェンシャルチルトの値が所定値よりも大きいことを検出すると、前記制限値の少なくとも１つの値を変えることを特徴とする請求項１１記載のディスク再生方法。
【請求項２０】
与えられる所定信号に応じて、少なくとも１つの前記制限値の制限を解除した上で、前記算出された誤差信号に応じてタップ係数を決定して供給することを特徴とする請求項１１記載のディスク再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク装置及びディスク再生方法に関し、特に、再生系の波形等化回路の係数制御の制限に関するディスク装置及びディスク再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスク記録再生装置が広く普及してきており、様々な方式の研究開発が行われ製品化されている。
【０００３】
特に近年、光記録再生の分野においても高密度記録化が進んできており、線方向の記録密度が大幅に増大している。又、レーザ波長が短くなり、レンズの開口度も大きくなるため、タンジェンシャルチルトによる再生信号品位の劣化が顕著になってきている。このためこれらの問題を解決するためＰＲＭＬ（Partial Response and Maximum Likelihood）信号処理方式の開発が盛んに行われている。
【０００４】
ＰＲＭＬ信号処理方式とは、線記録方向の記録密度の増大に伴い高域成分の振幅が劣化し信号雑音比が増大する再生系において、意図的に波形干渉を付加するＰＲ方式を適用することで高域成分を必要としない再生系を実現し、かつ、前記波形干渉を考慮した確率計算により尤も確からしい系列を推定する最尤復号法を用いることで再生データの品質を向上させる方式である。このＰＲＭＬ方式は、与えられる波形干渉の形から多くのＰＲクラスが生み出されている。特に光ディスク装置では、ＰＲ（１，１）、ＰＲ（１，１，１）、ＰＲ（１，１，１，１）、ＰＲ（１，２，２，１）、ＰＲ（３，４，４，３），ＰＲ（１，２，２，２，１）等のレスポンスに対応したＰＲＭＬ方式が用いられている。
【０００５】
特許文献１には、上記した光ディスク装置におけるＰＲＭＬ信号処理方式が詳細に示されている。
【０００６】
さて、ＰＲＭＬ信号処理方式を利用する場合、再生波形の波形歪みを除去し目的のＰＲクラスの等化特性に近づけるために、ＰＲ等化と呼ばれる波形等化処理を行う必要がある。一般にこの波形等化処理には学習機能を有する適応型等化器が使用されている。
【０００７】
非特許文献１には、適応型等化器について詳細に記述されており、その中でも特に等化誤差の二乗平均値を最小にするようタップ係数を更新させていくＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムを用いた適応型等化器が、簡易な構成で実現できる方式として光ディスク装置にも実用化されている。
【０００８】
しかしながら、上記した従来技術においては光ディスク装置におけるタップ係数学習の発散および誤収束防止という観点での対策が充分とは言えない。すなわち、適応学習が発散、又は目標の等化特性とは異なった地点に誤って収束してしまう誤収束が以下の理由から発生する。
【０００９】
まず一点目として、高密度に記録された光ディスクにおいては、再生信号のチャネルレートに対して再生信号の帯域が光学系のＭＴＦ（Mutual Transfer Function）特性によって高域成分が大きく削られているため、この高域部分を無理に強調しつつ、目標のＰＲクラス特性にそれなりに近くなるような点に擬似収束してしまう場合が挙げられる。回路的には、各係数の値は無限に変化できるわけではないので、どこかでいずれかの係数にリミッタがかかる。そしてそこで等化誤差として辻褄があう状態に収束してしまうか、又は、発散してしまい本来の特性に戻ることが出来なくなる。実際、このような状態は複数存在する。
【００１０】
二点目としてタンジェンシャルチルト、アシンメトリ、位相誤差、ディフェクトなどの非線形要因や外乱要因が一時的に想定以上に大きく入力された場合などにも、これを補正するように学習動作が進み、その要因を打ち消す方向に係数が学習していくため、結果として本来の目標特性でない特性に擬似的に収束してしまい２度と復帰できなくなってしまう危険性がある。又、本来中心となるべきタップの重み付けが下がってしまい、別のタップだけで特性を作ってしまったり、別のタップを中心として収束してしまうことも少なくない。
【００１１】
三点目としては、複数のループによりＰＲＭＬ信号処理が構成されている場合においては、適応型等化器のループの外部にゲイン制御、オフセット／アシンメトリ制御、位相制御など他のループが存在しているため、動作競合により適応学習の動作が不安定になる場合がある。
【００１２】
以上のように適応型等化器においては種々の要因で学習の発散や誤収束の問題が発生する。このような問題を解決するアプローチとして、タップ係数の自由度を制限するという方法が従来から知られている。例えば、中心のタップ係数を実験的に算出した安全値にプリセットして固定したり、一部のタップ係数の学習を行わないなどの方法がとられ、更には直線位相特性を保持するためにタップ係数の対称性を保ちながら学習する方法などが提案されている。
【００１３】
特許文献１は、光ディスク装置において、対称タップ係数間の更新の制限に幅を設けることにより自由度をもたせながら発散を防止する例が示されている。
【特許文献１】特開２００１−１９５８３０号公報。
【特許文献２】ＵＳ  Ｐａｔｅｎｔ  ＵＳ６６１８７４０Ｂ１。
【非特許文献１】電子情報通信学会誌 Vol.８１ No.５ pp.４９７−５０５ １９９８年５月。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、特許文献１の従来技術において、このように学習動作に制限を厳しくつけると目標特性への対応自由度も損なわれるため、収束地点での等化誤差量を充分小さくできなくなる可能性がある。又、特許文献２の従来技術のように、対称タップ係数間の更新の制限に幅を設けて自由度を増そうとする試みも、全てのタップ係数間の制限値が同一であるため必ずしも自由度が高いとは言えず、又、適応型等化器によって規定量のタンジェンシャルチルトやアシンメトリなどを補正しようと考えた場合にも充分対応できるものではないという問題がある。又、光ディスク装置の場合、記録密度が異なる複数の光ディスク規格が存在し、これらを１つの装置で再生する場合、それぞれの再生ディスクの特性に応じて規定量を変更しなければならないという問題がある。
【００１５】
本発明は、波形等化回路の係数制御にて複数の異なる制限値を任意に設けることで、ＰＲ等化を確実に行うことができ、タンジェンシャルチルト等の歪に対しても確実な再生処理を行うディスク装置及びディスク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】
【００１６】
本発明は、ディスクからの反射光を読取って読取信号を出力する読取部と、複数のタップ係数に基づいて前記読取信号にＰＲ等化を行う等化部と、前記等化部で等化処理された読取信号の復号処理を行う復号部と、前記復号された読取信号の理想信号を求め、前記理想信号と前記復号された読取信号とを比較して誤差信号を算出する算出部と、前記タップ係数を、各対称位置のタップ係数の組である第１係数組と第２係数組とに少なくとも組み分けし、かつ、前記算出された誤差信号に応じて、少なくとも、第１制限値の範囲で前記第１係数組のタップ係数を決定し、前記第１制限値とは異なる第２制限値の範囲で前記第２係数組のタップ係数を決定して、前記等化部に供給することで等化処理を制御する制御部とを具備することを特徴とするディスク装置である。
【発明の効果】
【００１７】
上記したディスク装置及びディスク装置の再生方法においては、例えば、ＰＲＭＬ信号処理方式を用いるディスク装置において、前段のＰＲ等化を行う適応型等化器にタップ係数を供給するタップ係数制御部は、等化誤差信号Ｅに対応して、一定の制限値（Ｋ１）の範囲でタップ係数Ｃ１，Ｃ４等を制御するものである。ここで、与えられる制御の制限値（Ｋ１，Ｋ２）は固定的な値ではなく、例えば、偶数タップである４タップの場合に、中心タップ係数Ｃ２，Ｃ３間の制限値Ｋ２は、その隣のタップ係数Ｃ１，Ｃ４間の制限値Ｋ１と必ずしも同じ大きさではなく、任意に設定される値である。例えば、タンジェンシャルチルトの影響が発生しやすい外周側のタップ係数Ｃ１，Ｃ４の制限値Ｋ１の方を、内周側のタップ係数Ｃ２，Ｃ３の制限値Ｋ２よりも大きな値に設定することで、よりタンジェンシャルチルトへの影響を回避できるタップ係数を設定することができる。
【００１８】
これにより、ディスクのタンジェンシャルチルト等の影響を抑えつつ、適正なタップ係数の設定を行うことで、ＰＲＭＬ信号処理方式の復号処理を確実なものとし、エラーレートを向上させるディスク装置を提供することができる。
【００１９】
又、この時の制限値Ｋは、タップ係数に対応した値とするだけではなく、例えば、再生するディスクの種類や等化器で用いるＰＲクラスに応じて最適値に設定されるものである。
【００２０】
又、更に、ピックアップからの読取信号からタンジェンシャルチルトの検出に応じて、このタンジェンシャルチルトの影響を抑制するべく制限値Ｋを適正値に設定することも好適である。こうすることにより、タンジェンシャルチルトが発生していない時は、タップ係数の制限値を低く抑えることで、動作安定性を確保することができ、タンジェンシャルチルトが発生した時はこの影響を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態について、光ディスク装置を例にして図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る光ディスク装置の構成の一例を示すブロック図、図２は、本発明に係る光ディスク装置の偶数タップ適応型等化器の構成の一例を示すブロック図、図３は、本発明に係る光ディスク装置の奇数タップ適応型等化器の構成の一例を示すブロック図、図４は、本発明に係る光ディスク装置の偶数型のタップ係数制御器の構成の一例を示すブロック図、図５は、本発明に係る光ディスク装置の奇数型のタップ係数制御器の構成の一例を示すブロック図である。
【００２２】
＜本発明に係る光ディスク装置の一例＞
（基本構成）
本発明に係る光ディスク装置は、図１に示すように、光ディスクＤの反射光を読み取り読取信号を出力するＰＵＨ１１と、これに接続され増幅を行うプリアンプ１２と、プリアンプからの信号の波形等化を行う波形等化部１３とを有する。更に、波形等化された信号が供給され、ゲイン制御部１９で制御されるＶＧＡ（Variable Gain Amplifier）１４と、位相制御部２０で制御されるＡＤＣ（Analog Digital Converter）１５と、オフセット／アシンメトリ制御部２１で制御されるオフセット／アシンメトリ除去部１６と、タップ係数を用いてＰＲ等化処理を行う適応型等化器１７と、等化処理された信号Ａを復号するビタビ復号器１８と、復号後の信号から理想信号を生成し誤差信号Ｅを出力する理想信号／誤差信号算出部２２と、誤差信号Ｅからタップ係数を制御する制限付きタップ係数制御部３０と、ビタビ復号器１８の出力を受けてエラー訂正を行うＥＣＣ処理部４１と、エラー訂正後の検出信号をＭＥＰＧデコード処理を行うＭＰＥＧエンコーダ・デコーダ４２と、デコードされた出力を外部装置に供給するＩ／Ｆ部４３と、又、記録処理の際に信号を変調する変調部４４とを有している。又、光ディスク装置は、光ディスクの種類を判断し識別信号Ｓを出力する光ディスク種類識別部３２と、識別信号Ｓを受けこれに応じて全体の動作を制御し、又、後述するタップ係数制御部の制限値を制御する、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ等の制御部３１とを有している。
【００２３】
（適応型等化器）
又、適応型等化器１７は、図２に示す偶数タップ適応型等化器１７−１においては、入力端に接続される１クロック遅延回路５０，５１，５２を有しており、更に、タップ係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４がそれぞれ乗算される乗算回路５３，５４，５５，５６を有している。更に、これらの複数の乗算結果を総和する加算回路５７を有しており、等化出力信号Ａを出力する。
【００２４】
又、適応型等化器１７は、図３に示す奇数タップ適応型等化器１７−２においては、入力端に接続される１クロック遅延回路６０，６１，６２，６３を有しており、更に、タップ係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５がそれぞれ乗算される乗算回路６４，６５，６６，６７，６８を有している。更に、これらの複数の乗算結果を総和する加算回路６９を有しており、等化出力信号Ａを出力する。
【００２５】
（制限付きタップ係数制御部）
又、制限付きタップ係数制御部３０は、図４に示す偶数型のタップ係数制御器３０−１の場合、遅延器７１の出力を受ける１クロック遅延回路７２，７３，７４と、これらの各出力と等化誤差信号Ｅとを乗算する乗算回路７５，７６，７７，７８とを有している。又、制限付きタップ係数制御部３０は、乗算回路７５，７６，７７，７８の出力を受ける制限値付き係数更新部７９，８０を有している。
【００２６】
ここで、制限値付き係数更新部７９は、乗算回路７５，７６の出力をそれぞれ受ける増幅器８１、８２を有しており、各出力を加算する加算器８３と、この出力を受ける加算器８４と、加算器８４の出力の絶対値を演算する演算子８５と、本発明の特徴である制御の制限値を供給する制限値部８６を有している。ここで、制限値部８６は、後述する制限値部８６−２よりも例えば大きな値Ｋ１を設定することができるが、ここで与えられる値は任意であり、大きな値を与えることで、特にタンジェントチルトの影響を効果的に抑制することができる。
【００２７】
又、制限値付き係数更新部７９は、更に、演算子８５からの絶対値と制限値部８６の制限値とを受けて制限値の範囲以下で絶対値を出力する演算子８７と、演算子８７の出力と増幅器８１との出力を受けるスイッチ部８８と、演算子８７の出力と増幅器８２との出力を受けるスイッチ部９１と、各スイッチ部８８及び９１の出力を受ける加算器８９，９２と、加算器８９，９２の出力を保持する遅延回路９０，９３と、遅延回路９０，９３の出力を加算して加算器８４に出力する加算器９４とを有している。遅延回路９０，９３は、それぞれ、タップ係数Ｃ１，Ｃ４を出力する。
【００２８】
同様に、制限値付き係数更新部８０は、乗算回路７５，７６の出力をそれぞれ受ける増幅器８１、８２を有しており、各出力を加算する加算器８３と、この出力を受ける加算器８４と、加算器８４の出力の絶対値を演算する演算子８５と、本発明の特徴である制御の制限値を供給する制限値部８６−２を有している。ここで、制限値部８６−２は、上述した制限値部８６よりも例えば小さな値Ｋ２を設定することができるが、ここで与えられる値は任意である。
【００２９】
又、制限値付き係数更新部８０は、更に、演算子８５からの絶対値と制限値部８６−２の制限値とを受けて制限値の範囲以下で絶対値を出力する演算子８７と、演算子８７の出力と増幅器８１との出力を受けるスイッチ部８８と、演算子８７の出力と増幅器８２との出力を受けるスイッチ部９１と、各スイッチ部８８及び９１の出力を受ける加算器８９，９２と、加算器８９，９２の出力を保持する遅延回路９０，９３と、遅延回路９０，９３の出力を加算して加算器８４に出力する加算器９４とを有している。遅延回路９０，９３は、それぞれ、タップ係数Ｃ２，Ｃ３を出力する。
【００３０】
又、制限付きタップ係数制御部３０は、図５に示す偶数型のタップ係数制御器３０−２の場合、遅延器１１１の出力を受ける１クロック遅延回路１１２，１１３，１１４と、これらの各出力と等化誤差信号Ｅとを乗算する乗算回路１１６，１１７，１１８，１１９，１２０とを有している。又、制限付きタップ係数制御部１２１は、乗算回路１１６，１１７の出力を受ける制限値付き係数更新部１２１，１４１、更に、中央タップのための構成である、増幅器１３５と、この出力を加算する加算器１３６と、加算器１３６の出力を保持する遅延回路１３７とを有しており、タップ係数Ｃ３を出力する。
【００３１】
ここで、制限値付き係数更新部１２１は、乗算回路１１６，１１７の出力をそれぞれ受ける増幅器１２２、１２４を有しており、各出力を加算する差分器１２３と、この出力を受ける差分器１２５と、差分器１２５の出力の絶対値を演算する演算子１２６と、本発明の特徴である制御の制限値を供給する制限値部１２７とを有している。ここで、制限値部１２７は、後述する制限値部１２７−２よりも例えば大きな値Ｋ３を設定することができるが、ここで与えられる値は任意であり、大きな値を与えることで、特にタンジェントチルトの影響を効果的に抑制することができる。
【００３２】
又、制限値付き係数更新部１２１は、更に、演算子１２６からの絶対値と制限値部１２７の制限値Ｋ３とを受けて制限値の範囲以下で絶対値を出力する演算子１２８と、演算子１２８の出力と増幅器１２２との出力を受けるスイッチ部１２９と、演算子１２８の出力と増幅器１２４との出力を受けるスイッチ部１３１と、各スイッチ部１２９及び１３１の出力を受ける加算器とこの出力を保持する遅延回路１３０，１３３と、遅延回路１３０，１３３の出力を加算して差分器１２５に出力する加算器１３４とを有している。遅延回路１３０，１３３は、それぞれ、タップ係数Ｃ１，Ｃ５を出力する。
【００３３】
同様に、制限値付き係数更新部１４１は、乗算回路１１６，１１７の出力をそれぞれ受ける増幅器１２２、１２４を有しており、各出力を加算する差分器１２３と、この出力を受ける差分器１２５と、差分器１２５の出力の絶対値を演算する演算子１２６と、本発明の特徴である制御の制限値を供給する制限値部１２７−２とを有している。ここで、制限値部１２７−２は、上述した制限値部１２７よりも例えば小さな値を設定することができるが、ここで与えられる値は任意である。
【００３４】
又、制限値付き係数更新部１４１は、更に、演算子１２６からの絶対値と制限値部１２７の制限値Ｋ３とを受けて制限値の範囲以下で絶対値を出力する演算子１２８と、演算子１２８の出力と増幅器１２２との出力を受けるスイッチ部１２９と、演算子１２８の出力と増幅器１２４との出力を受けるスイッチ部１３１と、各スイッチ部１２９及び１３１の出力を受ける加算器とこの出力を保持する遅延回路１３０，１３３と、遅延回路１３０，１３３の出力を加算して差分器１２５に出力する加算器１３４とを有している。遅延回路１３０，１３３は、それぞれ、タップ係数Ｃ２，Ｃ４を出力する。
【００３５】
（制限モードスイッチ）
更に、図６及び図７に示す制限付き係数更新部７９，８０，１２１，１４１においては、制限モードスイッチ１５１乃至１５４を更に有している。この制限モードスイッチ１５１乃至１５４は、例えば制御部から制限モード信号Ｍ１乃至Ｍ４を受けており、ここで、一例として、制限モード信号Ｍ１等がアクティブであれば、スイッチ１５１が演算子８７の出力を選択して後述する制限値Ｋ１，Ｋ２…等のタップ係数の制御制限が行われ、制限モード信号Ｍ１等がイナクティブであれば、スイッチ１５１は、例えば、電源電位“Ｈ”を選択することで、制御制限が解除されるものである。
【００３６】
（他の光ディスク装置の構成）
又、更に、本発明に係る光ディスク装置においては、図８に示すように、適応型等化器１７やビタビ復号器１８で用いるＰＲクラスを選択するためのＰＲクラス選択部３３を有しており、ＰＲクラス選択信号Ｐが制御部３１に供給されている。又、更に、波形等化部１３に接続されるチルト検出部３４を設けられている。このようなＰＲクラス選択信号Ｐやチルト検出信号は、後述するように制限値を設定する際の参考とすることが好適である。
【００３７】
（動作）
このような構成をもつ光ディスク装置は、まず、光ディスクＤに記録された情報がＰＵＨ（Pick Up Head）１１を用いて微弱なアナログ電気信号として再生される。このアナログ信号は、ＲＦ信号としてプリアンプ１２で十分な信号レベルまで増幅された後、波形等化部１３にて高域成分が一定レベルブーストされ、次いで直流成分を除去するため、１ｋＨｚ程度の図示しないハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を通過する。
【００３８】
次に、ゲイン制御部１９の制御によりＶＧＡ（Variable Gain Amplifier）によってＲＦ振幅が適切な値になるよう調整され、ＡＤＣ（Analogue to Digital Converter）１５に入力される。ＡＤＣ１５では、ＲＦ信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するが、この時の変換タイミングは位相制御部２０により適切なタイミングになるように制御される。
【００３９】
次に、オフセット／アシンメトリ制御部２１により、ＲＦ信号内に含有するオフセット成分とアシンメトリ成分を検出し、オフセット／アシンメトリ除去１６にて上記成分が除去される。
【００４０】
このように信号処理されたＲＦ信号は、目的のＰＲクラスに波形等化するため、適応型等化器１７に入力される。適応型等化器１７は図３に示すようなＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタにより構成されており、タップ係数Ｃ１〜Ｃ４は、制限付きタップ係数制御部３０により生成されて供給される。
【００４１】
なお、図３においてはタップ係数４つでの構成を示しているが、タップ係数の数がこの数で限られるものではない。例えば、図４に示すようにタップ係数の数を奇数個で構成しても構わない。偶数タップで構成するか奇数タップで構成するかは、適用しているＰＲクラスや位相制御部２０などの構造に依存する。
【００４２】
制限付きタップ係数制御部３０−２では、ＬＭＳアルゴリズムを基本として制限値付きの適応学習が行われ、タップ係数が制限値付きで更新されていく。その学習動作の説明の前に、本発明の説明を容易にするために、まず一般的なＬＭＳアルゴリズムによるタップ係数制御部について説明する。
【００４３】
（ＬＭＳアルゴリズムによるタップ係数制御の動作）
ＬＭＳアルゴリズムによるタップ係数更新は、まずビタビ復号器１８の出力結果から理想信号／誤差信号算出回路２２によって目標等化特性に対する等化誤差信号が生成される。タップ係数制御部２２では、この等化誤差信号の２乗平均値を最小にするようタップ係数値を更新していき、所望の等化特性に変更させていく。
【００４４】
具体的に図５におけるタップ係数５つの場合において、式を用いて学習動作を表すと、
時刻tにおける適応型等化器１７の入力信号をＸ（ｔ），乗算器１１６〜１２０に入力されるタップ係数をそれぞれＣ１〜Ｃ５とすると、適応型等化器１７の出力Ｙ（ｔ）は以下の式で表現できる。
【００４５】
Ｙ（ｔ）＝Ｘ（ｔ）＊Ｃ１＋Ｘ（ｔ−１）＊Ｃ２＋Ｘ（ｔ−２）＊Ｃ３＋Ｘ（ｔ−３）＊Ｃ４＋Ｘ（ｔ−４）＊Ｃ５                    ……（１）
Ｙ（ｔ）に対してビタビ復号器１８で得られるバイナリデータをＡ（ｔ）とする。目的とするＰＲのクラスを例えばＰＲ（３ ４ ４ ３）とし、Ａ（ｔ）が正しい再生データであるとすると、時刻tでの適応型等化器１７の本来の出力Ｚ（ｔ）は、以下の式となる。
【００４６】
Ｚ（ｔ）＝３＊Ａ（ｔ）＋４＊Ａ（ｔ−１）＋４＊Ａ（ｔ−２）＋３＊Ａ（ｔ−３）−７
……（２）
そこで、時刻tでの等化誤差 Ｅ（ｔ）を以下の式で定義する。
【００４７】
Ｅ（ｔ）＝Ｙ（ｔ）−Ｚ（ｔ）                ……（３）
この等化誤差Ｅ（ｔ）は図１においては理想信号／誤差信号２２によって算出され、タップ係数制御部３０に送信される。
【００４８】
タップ係数制御部３０における適応学習では、入力信号Ｘ（ｔ）と等化誤差信号Ｅ（ｔ）より以下の式に従い各乗算器のタップ係数を更新する。
【００４９】
Ｃ１（ｔ＋１）＝Ｃ１（ｔ）−α＊Ｘ（ｔ）＊Ｅ（ｔ）              ……（４）
Ｃ２（ｔ＋１）＝Ｃ２（ｔ）−α＊Ｘ（ｔ−１）＊Ｅ（ｔ）          ……（５）
Ｃ３（ｔ＋１）＝Ｃ３（ｔ）−α＊Ｘ（ｔ−２）＊Ｅ（ｔ）          ……（６）
Ｃ４（ｔ＋１）＝Ｃ４（ｔ）−α＊Ｘ（ｔ−３）＊Ｅ（ｔ）          ……（７）
Ｃ５（ｔ＋１）＝Ｃ５（ｔ）−α＊Ｘ（ｔ−４）＊Ｅ（ｔ）          ……（８）
（４）〜（８）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。上記式のようにタップ係数を更新していけば目標のＰＲ等化特性に近づいていくのだが、実際にはビタビ復号器１８がＡ（ｋ）を算出するまでには一定量の遅延時間が発生する。このため回路的にタップ係数を更新する場合は、上記遅延量に合わせて入力信号Ｘ（ｔ）と適応型等化器１７の出力Ｙ（ｔ）も同時間遅延させる必要がある。
【００５０】
（制限付きタップ係数制御部の動作）
さて、上記アルゴリズムを基本とした本発明における制限付きタップ係数制御部３０について説明する。
【００５１】
理想的条件であれば、上記Ｃ１とＣ５、Ｃ２とＣ３は同値にし、直線位相特性を保つことが望ましいが、前述したように信号中に含まれる時間軸方向の歪みを補償するためにはフィルタの形状を非対称型にする必要がある。ただし、自由度を無限に与えた場合には発散および誤収束のおそれがあるため対称位置のタップ係数間に制限値を任意に設けることで、規定量分の補償だけを行うようにすればよい。図５にタップ数５における制限付きタップ係数制御部３０の構成を示す。
【００５２】
図５において入力信号はまず遅延器１１１において、前述したビタビ復号器１８における遅延量分だけ遅延させる。更に、１クロック遅延回路１１２〜１１５を通過させて各タップ毎の入力信号Ｘ（ｔ）〜Ｘ（ｔ−４）を生成し、乗算器１１６〜１２０にて等化誤差信号Ｅ（ｔ）を乗ずる。これにより誤差曲面における勾配ベクトルの瞬時推定値が導出され、この結果に前述の更新係数αを掛けることでタップ係数の更新量ΔＣｎ（ｎはタップ番号）が生成される。
【００５３】
そして、タップ係数値であるＣｎ（ｔ）は、１クロック遅延回路１３０、１３３に保存されているので、この係数値と上記生成された更新量ΔＣｎを加算することで新タップ係数値が算出されることになる。
【００５４】
一方、この操作と連動して対称タップ係数間の制限が行われている。タップ係数Ｃ１とＣ５間の制限値Ｋ３は制限値設定部１２７により指定されており、タップ係数Ｃ１とＣ５は制限値Ｋ３より大きく離れることを許さないように制御される。
【００５５】
具体的には、両タップ係数の更新量の差（ΔＣ１−ΔＣ５）と旧タップ係数値の差（Ｃ１（ｔ）−Ｃ５（ｔ））をそれぞれ差分器１２３、１３４により算出し、この２つの和を差分器１２５により計算することで新タップ係数値の差（Ｃ１（ｔ＋１）−Ｃ５（ｔ＋１））を予測する。更にこの予測値を絶対値演算子１２６により絶対値化し、制限値Ｋ１と比較器１２８にて比較することで、タップ係数の更新を行うか行わないかを判断する。予測値が制限値Ｋ１以下であったとすると、比較器は“１”を出力し、スイッチ１２９、１３１はスイッチの上側を選択し、実際に更新量ΔＣ１とΔＣ５を積分器に入力してタップ係数を更新する。又、予測値が制限値Ｋ１より大きかったとすると、比較器は“０”を出力し、スイッチ１２９、１３１はスイッチの下側を選択し、更新量ΔＣ１とΔＣ５の入力を遮断する。つまりタップ係数の更新を行わないようにする。
【００５６】
同様の操作は、タップ係数Ｃ２、Ｃ４間でも行う。ただし、制限値は制限値設定部１２７−２より指定された制限値Ｋ４によってなされる。又、中心のタップ係数Ｃ３は組み合わされるタップがないため、図５においては制限なしに学習を進めているが、中心タップ係数の動ける範囲を例えば制限値Ｋ０として任意に指定することも好適である。
【００５７】
更に、偶数タップ（タップ数４）の場合の制限付きタップ係数制御部３０の構成を図４に示す。この場合も同様に対称位置にあるタップ係数間、つまりタップ係数Ｃ１とＣ４の間に制限値Ｋ１を、タップ係数Ｃ２とＣ３の間に制限値Ｋ２を設けている。偶数タップの場合と違い、中心タップ係数に組み合わせられるタップがあるため全ての組で制限をかけている。
【００５８】
以上のように、各タップ係数間に適した独立の制限値（Ｋ１乃至Ｋ４）を、例えば、制御部３１の制限値設定部の機能により任意に設定することにより、学習の発散等の抑制を行いつつ、時間軸方向の歪み成分を補償することができる。
【００５９】
（制限値の決定方法）
次に、本発明に係る光ディスク装置において、上記制限付き非対称学習における各タップ係数間の制御の制限値（Ｋ１乃至Ｋ４等）の決定方法について説明する。特に時間軸方向の歪み成分として大きな問題となるディスクＤ上にタンジェンシャルチルトが存在する場合について考える。
【００６０】
タンジェンシャルチルトとは、ディスクＤ面上の傾きのうち接線方向成分のものを指す。つまりレーザの走行方向に対して傾きがあるため、ＲＦ信号の時間軸方向に大きな歪みが起こり、データのエラーレートを著しく劣化させる要因となっている。このため適応等化器においてはこのタンジェンシャルチルト成分を補償し、データのエラーレートを減少させることが望まれている。
【００６１】
・タップ係数の位置による制限値の設定
ディスクＤ上にタンジェンシャルチルトがある場合は、一般的に中心タップ係数から離れた裾野のタップ係数が大きく動くことが知られている。つまり規定量のタンジェンシャルチルトを効果的に補償するためには以下のような条件で制御の制限値を決定すればよい。
【００６２】
Ｋｎ＋１≦Ｋｎ                                      ……（９）
制限値Ｋは対称タップ係数間の制限値で、ｎは対称タップ係数同士の組番号を示している。又、ｎが小さいほど裾野のタップ係数間の制限値であることを示している。従って、制限値Ｋの値は内側が小、外側（裾野）が大と設定することが好適である。つまり図５、図４の例においてはＫ１≦Ｋ２という条件で制限値を決定することで、タンジェンシャルチルトに対する規定量の補償を効果的に行うことができ、規定以上のタンジェンシャルチルトの場合はリミッタにより適応学習の発散を防止することができる。
【００６３】
・ディスクの種類による制限値の設定
タンジェンシャルチルトによる影響は、レーザ波長λが短波長になり、レンズの開口数ＮＡが大きくなるほど増加する。つまり高密度な光ディスクＤになるほどタンジェンシャルチルトに対する許容度が小さくなる。このため、複数のフォーマットの光ディスクＤを再生する再生装置においては、再生するディスクＤの種類に応じて制限値を変更することが好適である。
【００６４】
例えば、青色レーザを使用した次世代ＤＶＤでは制限値を大きくして（制御の制限の幅を広くして）なるべくタンジェンシャルチルトによる波形劣化を補償しエラーレートの向上に努める。一方、逆に現在普及している赤色レーザを使用した現行ＤＶＤにおいては、十分なエラーレートが得られるならば、より制限値Ｋを小さくしてタップ係数を極端に変更することなく、外的要因に対する安全度を高めるという方法が好適である。
【００６５】
・ＰＲクラスによる制限値の設定
又、制御部３１の働きにより、等化すべきＰＲクラスによって制限値を変更するように制御してもよい。ＰＲクラスによって目標の等化特性は異なってくるため、算出されるタップ係数値も変わってくる。つまりビタビ復号器１８が多数のＰＲクラスに対応したビタビ復号部を含んでおり、タップ係数制御部３０は多数のＰＲクラスに対応した制限値ＫＰ１乃至ＫＰｎを有している。これにより、図８のＰＲクラス選択部３３からのＰＲクラス選択信号Ｐに応じて、それぞれのＰＲクラスに応じた制限値ＫＰ１乃至ＫＰｎへの制限値への切り替えが可能となるものである。
【００６６】
・モードスイッチによる制限値の設定
又、制御部３１とモードスイッチ１５１乃至１５４の働きにより、制限をかけるタップ係数の組を選択的に設定できるよう構成してもよい。制限をかけるということはそれだけ実現できるタップ係数の組み合わせが減るということであるので、制限をかけなくてもよいと判断したタップ係数の組に対しては制限を外し、より自由度を増すことが好適である。図６及び図７に上述したスイッチ１５１乃至１５４は、制限モードを選択的に設定できるスイッチであり、制限付きタップ係数更新部７９，８０，１２１，１４１に含まれている。
【００６７】
ここで、例えば、制限モード信号Ｍ１がアクティブであれば、スイッチ１５１はオンして上側が選択され、対称タップ係数間で制限学習が行われるが、この制限モード信号Ｍがイナクティブであればスイッチ１５１がオフとなり、例えば、電源信号“Ｈ”が供給されることで制限学習しないようにすることが可能となる。
【００６８】
・チルト検出部
又、ここで、図８に示したチルト検出部３４の働きにより、読取信号中のタンジェンシャルチルトを検出し、これをタップ係数制御に利用することも好適である。検出されたタンジェンシャルチルトの程度に応じて、タンジェンシャルチルトの程度が大きくなると制限値Ｋも大きくする等、制限値Ｋを適宜変更することも好適である。又、一例として、図８に示したチルト検出部３４の働きにより読取信号中のタンジェンシャルチルトを検出した時だけ、モードスイッチをアクティブにして制限をかけながらタップ係数を更新し、タンジェンシャルチルトを検出しない時はタップ係数に制限をかけないという方法が好適である。
【００６９】
制限を選択的に設定した場合における制限付き非対称学習の例について説明する。適応学習が発散する前兆として２番目に大きなタップ係数値が、本来最大であるはずの中心タップ係数値よりも大きくなってしまう現象がある。
【００７０】
これを防ぐには奇数タップにおいては２番目に大きい対称タップ係数間のみに厳しい制限を設け、その他の対称タップ係数間には制限を設けないことが好適である。このように設定することで裾野の自由度を損なうことなく適応学習の発散を防止することができるため、安定してタンジェンシャルチルトのマージンを広げることができる。同様に偶数タップにおいては中心タップ係数間及び２番目に大きい対称タップ係数間のみに制限をかけて、その他の対称タップ係数間には制限を設けないことが好適である。
【００７１】
この場合の効果を示すグラフを図９に示す。図９は、奇数タップにおいて全ての対称タップ係数間に全て同じ量の制限値を設けた場合（◇線）（本発明を利用しない場合）のタンジェンシャルチルトマージンＭ１と、２番目に大きい対称タップ係数間のみに厳しい制限を設けた場合（□線）（本発明を利用する場合）におけるタンジェンシャルチルトマージンＭ２を示したものである。
【００７２】
横軸がタンジェンシャルチルト、縦軸がbＥＲ（Bit Error Ratio）である。タンジェンシャルチルトが小さい場合には、両者とも制限値にぶつからないため、同程度のbＥＲとなるが、タンジェンシャルチルトが大きくなった場合には自由度が大きい後者の方法の方がbＥＲがよくなることがわかる。
【００７３】
以上のようにタップ係数の制御の制限を対称タップ毎に選択的に指定することで、より自由度を損なうことなく時間軸方向の歪みを補償し、かつ発散や誤収束しにくい適応学習を行うことができる。
【００７４】
適応学習によりＰＲ等化されたＲＦ信号は、最後に目的のＰＲクラスに応じて復号を行う最尤復号器、ここではビタビ復号器１８に入力され、データがバイナリデータとして復号される。ビタビ復号器は目的のＰＲクラスに基づいて、意図的に付加された符号の相関の法則にしたがって確率計算を行い、尤も確からしい系列を再現するものである。例えば適応等化により再生波形がＰＲ（１２２１）特性へ等化されたとすると、ビタビ復号器１８はＰＲ（１２２１）特性を満たす全ての系列の中から等化信号のサンプル系列との誤差が最も小さい系列を選択し、選択された系列に対応する復号データを出力する。ＰＲＭＬ方式では、復号を１つのサンプル値から行うのではなく、複数のサンプル値から行うため、サンプル値間で相関を持たない信号劣化成分に対する耐性が強い。
【００７５】
その後、ビタビ復号器１８の出力を受けてＥＣＣ処理部４１によりエラー訂正が行われ、更に、ＭＰＥＧエンコーダ・デコーダ４２により、エラー訂正後の検出信号がＭＥＰＧデコード処理されてＩ／Ｆ部４３等を介して外部装置等に再生信号が出力されることとなる。
【００７６】
以上記載した様々な実施形態により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００７７】
例えば、上述した請求項等では、タップ係数の組について、第１係数組と第２係数組との場合を代表して示したが、タップ係数の組は、更に、第３係数組、第４係数組…と多くを有する場合があり、これらも本発明の権利範囲に含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に係る光ディスク装置の構成の一例を示すブロック図。
【図２】本発明に係る光ディスク装置の偶数タップ適応型等化器の構成の一例を示すブロック図。
【図３】本発明に係る光ディスク装置の奇数タップ適応型等化器の構成の一例を示すブロック図。
【図４】本発明に係る光ディスク装置の偶数型のタップ係数制御器の構成の一例を示すブロック図。
【図５】本発明に係る光ディスク装置の奇数型のタップ係数制御器の構成の一例を示すブロック図。
【図６】本発明に係る光ディスク装置のモードスイッチ付き偶数型のタップ係数制御器の構成の一例を示すブロック図。
【図７】本発明に係る光ディスク装置のモードスイッチ付き奇数型のタップ係数制御器の構成の一例を示すブロック図。
【図８】本発明に係る光ディスク装置の構成の一例を示すブロック図。
【図９】本発明に係る光ディスク装置により改善されたチルトマージンを示すグラフ。
【符号の説明】
【００７９】
１１…ＰＵＨ、１２…プリアンプ、１３…波形等化部、１４…ＶＧＡ（Variable Gain Amplifier）、１５…ＡＤＣ（Analog Digital Converter）、１６…オフセット／アシンメトリ除去部、１７…適応型等化器、１８…ビタビ復号器、１９…ゲイン制御部、２０…位相制御部、２１…オフセット／アシンメトリ制御部、２２…理想信号／誤差信号算出部、３１…制御部（制限値設定部）、３２…光ディスク種類識別部、４１…ＥＣＣ処理部、４２…ＭＰＥＧエンコーダ・デコーダ、４３…Ｉ／Ｆ部、４４…変調部。
【図１】
2005190584.tif 000003
【図２】
2005190584.tif 000004
【図３】
2005190584.tif 000005
【図４】
2005190584.tif 000006
【図５】
2005190584.tif 000007
【図６】
2005190584.tif 000008
【図７】
2005190584.tif 000009
【図８】
2005190584.tif 000010
【図９】
2005190584.tif 000011