(57)【要約】本発明は、再生信号の品質向上が図られたデータ再生装置を提供することを目的とし、本発明のデータ再生装置は、再生対象のトラックにおけるヘッドパターンと再生信号との相互相関値を求める位相差検出部１５３と、その再生対象のトラックに隣接するトラックにおけるヘッドパターンと再生信号との相互相関値を求める相互相関器１６６，１６７と、それらの相互相関値に基づいてクロストークの方向や比率を求めるクロストーク量検出器１６８とを備えている。あるいは、データ再生装置は、位相差検出部１５３によって得られる位相差や相互相関値に基づいて再生信号のオフセットやゲインを修正する修正機能を備えている。
2005024803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数並行した線状のトラックを有する、トラックに沿ってデータが記録される記録媒体からデータを再生するデータ再生装置であって、
前記記録媒体が、ユーザデータが記録される、前記トラックに沿った第１領域と、前記トラックに沿ってその第１領域よりも前に存在する、該ユーザデータの再生タイミングの補正に用いられるパターンデータが記録されている第２領域とを有し、互いに隣り合うトラック間で、互いに隣接するパターンデータが相互に異なっているものであり、
前記記録媒体に対向し、該記録媒体上に記録されているデータを再生して再生信号を得るヘッドと、
前記ヘッドによって再生対象トラックに沿った第２領域が再生されて得られた再生信号と、その第２領域から再生されるはずのパターンデータとを比較する第１のパターン比較部と、
前記第１のパターン比較部による比較結果に基づいて再生タイミングの補正を行うタイミング補正部と、
前記ヘッドによって前記再生対象トラックに沿った第２領域が再生されて得られた再生信号と、その再生対象トラックに隣接したトラックに沿った第２領域から再生されるはずのパターンデータとを比較する第２のパターン比較部と、
前記第１のパターン比較部および前記第２のパターン比較部それぞれによる比較結果に基づいてクロストークを検知するクロストーク検知部とを備えたことを特徴とするデータ再生装置。
【請求項２】
前記パターンデータが、自己相関値が一致点でのみピークを示すとともに、他のパターンデータとの相互相関値が自己相関値よりも小さいパターンデータであることを特徴とする請求項１記載のデータ再生装置。
【請求項３】
前記パターンデータが最長符号系列（Ｍ系列）であることを特徴とする請求項１記載のデータ再生装置。
【請求項４】
前記クロストーク検知部によって検知されたクロストークに応じて、前記再生対象トラックに対する、前記ヘッドの再生位置の調整を行うトラッキング調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載のデータ再生装置。
【請求項５】
前記記録媒体が、データの記録再生のテストに用いられるテスト領域を有するものであり、
前記トラッキング調整部が、前記テスト領域におけるテストの際に検知されたクロストークに応じて前記調整を行うものであることを特徴とする請求項４記載のデータ再生装置。
【請求項６】
前記トラッキング調整部が、データの記録再生に失敗して記録再生をやり直すときに前記調整を行うものであることを特徴とする請求項４記載のデータ再生装置。
【請求項７】
前記トラッキング調整部が、データの再生時に検知されたクロストークに応じて前記調整を逐次行うものであることを特徴とする請求項４記載のデータ再生装置。
【請求項８】
前記クロストーク検知部によって検知されたクロストークに応じて、前記ヘッドが前記記録媒体に対向する角度の調整を行う角度調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載のデータ再生装置。
【請求項９】
前記記録媒体が、データの記録再生のテストに用いられるテスト領域を有するものであり、
前記角度調整部が、前記テスト領域におけるテストの際に検知されたクロストークに応じて前記調整を行うものであることを特徴とする請求項８記載のデータ再生装置。
【請求項１０】
前記角度調整部が、データの記録再生に失敗して記録再生をやり直すときに前記調整を行うものであることを特徴とする請求項８記載のデータ再生装置。
【請求項１１】
前記角度調整部が、データの再生時に検知されたクロストークに応じて前記調整を逐次行うものであることを特徴とする請求項８記載のデータ再生装置。
【請求項１２】
前記クロストーク検知部によって検知されたクロストークに応じて、前記ヘッドにおける再生パワーの調整を行う再生パワー調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載のデータ再生装置。
【請求項１３】
前記記録媒体が、データの記録再生のテストに用いられるテスト領域を有するものであり、
前記再生パワー調整部が、前記テスト領域におけるテストの際に検知されたクロストークに応じて前記調整を行うものであることを特徴とする請求項１２記載のデータ再生装置。
【請求項１４】
前記再生パワー調整部が、データの記録再生に失敗して記録再生をやり直すときに前記調整を行うものであることを特徴とする請求項１２記載のデータ再生装置。
【請求項１５】
前記再生パワー調整部が、データの再生時に検知されたクロストークに応じて前記調整を逐次行うものであることを特徴とする請求項１２記載のデータ再生装置。
【請求項１６】
前記クロストーク検知部によって検知されたクロストークに応じて、前記ヘッドが前記記録媒体に対向する距離の調整を行う距離調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載のデータ再生装置。
【請求項１７】
前記記録媒体が、データの記録再生のテストに用いられるテスト領域を有するものであり、
前記距離調整部が、前記テスト領域におけるテストの際に検知されたクロストークに応じて前記調整を行うものであることを特徴とする請求項１６記載のデータ再生装置。
【請求項１８】
前記距離調整部が、データの記録再生に失敗して記録再生をやり直すときに前記調整を行うものであることを特徴とする請求項１６記載のデータ再生装置。
【請求項１９】
前記距離調整部が、データの再生時に検知されたクロストークに応じて前記調整を逐次行うものであることを特徴とする請求項１６記載のデータ再生装置。
【請求項２０】
前記ヘッドが、前記記録媒体に対するデータの記録も行うものであり、
前記クロストーク検知部によって検知されたクロストークに応じて、前記ヘッドにおける記録パワーの調整を行う記録パワー調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載のデータ再生装置。
【請求項２１】
前記記録媒体が、データの記録再生のテストに用いられるテスト領域を有するものであり、
前記記録パワー調整部が、前記テスト領域におけるテストの際に検知されたクロストークに応じて前記調整を行うものであることを特徴とする請求項２０記載のデータ再生装置。
【請求項２２】
前記第１のパターン比較部および前記第２のパターン比較部が、パターンデータと再生信号とを比較した結果として相互相関値を得るものであることを特徴とする請求項１記載のデータ再生装置。
【請求項２３】
前記第１のパターン比較部および前記第２のパターン比較部が、パターンデータと再生信号とを比較するに当たって、該パターンデータを、データレベルの総和が０になるように変換し、変換後のパターンデータと再生信号とを比較して相互相関値を得るものであることを特徴とする請求項１記載のデータ再生装置。
【請求項２４】
前記クロストーク検知部が、前記第１のパターン比較部および前記第２のパターン比較部のそれぞれで得られた相互相関値の、各最大値相互の相対比率に基づいてクロストークを検知するものであることを特徴とする請求項２３記載のデータ再生装置。
【請求項２５】
前記クロストーク検知部は、前記第２のパターン比較部で得られた相互相関値が所定の閾値を超えた場合にクロストーク有りと判定するものであることを特徴とする請求項２３記載のデータ再生装置。
【請求項２６】
前記クロストーク検知部が、前記所定の閾値を設定されて、その設定された閾値を用いてクロストークの有無を判定するものであることを特徴とする請求項２５記載のデータ再生装置。
【請求項２７】
複数並行した線状のトラックを有する、トラックに沿ってデータが記録される記録媒体からデータを再生するデータ再生装置であって、
前記記録媒体が、ユーザデータが記録される、前記トラックに沿った第１領域と、該ユーザデータの再生タイミングの補正に用いられる、自己相関値が一致点でのみピークを示すパターンデータが記録されている、前記トラックに沿って該第１領域よりも前に存在する第２領域とを有するものであり、
前記記録媒体に対向し、該記録媒体上に記録されているデータを再生して再生信号を得るヘッドと、
前記ヘッドによって再生対象トラックに沿った第２領域が再生されて得られた再生信号と、その第２領域から再生されるはずのパターンデータとを比較するパターン比較部と、
前記パターン比較部による比較結果に基づいて再生タイミングの補正を行うタイミング補正部と、
前記ヘッドによって得られる再生信号の直流成分を、前記パターン比較部による比較結果に基づいて検出し、その直流成分に応じたオフセット補正量だけ該再生信号の直流成分を補正する直流オフセット補正部とを備えたことを特徴とするデータ再生装置。
【請求項２８】
前記直流オフセット補正部が、前記オフセット補正量を前記ヘッドの出力にフィードバックして前記再生信号の直流成分を補正するものであることを特徴とする請求項２７記載のデータ再生装置。
【請求項２９】
前記直流オフセット補正部が、前記タイミング補正部によって再生タイミングが補正された再生信号の直流成分を前記オフセット補正量だけ補正するものであることを特徴とする請求項２７記載のデータ再生装置。
【請求項３０】
前記直流オフセット補正部が、前記パターン比較部による比較結果から、前記パターンデータが０レベルになるタイミングを得て、そのタイミングにおける再生信号値の総和を算出することによって再生信号の直流成分を得るものであることを特徴とする請求項２７記載のデータ再生装置。
【請求項３１】
前記直流オフセット補正部が、前記パターン比較部による比較結果から、前記パターンデータが最大レベルになるタイミングおよび最小レベルになるタイミングを得、最大レベルになるタイミングにおける再生信号値の平均と最小レベルになるタイミングにおける再生信号値の平均との中間値を算出することによって再生信号の直流成分を得るものであることを特徴とする請求項２７記載のデータ再生装置。
【請求項３２】
前記直流オフセット補正部が、基準レベルの設定を受けて、その基準レベルと前記直流成分との差によって前記オフセット補正量を得るものであることを特徴とする請求項２７記載のデータ再生装置。
【請求項３３】
複数並行した線状のトラックを有する、トラックに沿ってデータが記録される記録媒体からデータを再生するデータ再生装置であって、
前記記録媒体が、ユーザデータが記録される、前記トラックに沿った第１領域と、該ユーザデータの再生タイミングの補正に用いられる、自己相関値が一致点でのみピークを示すパターンデータが記録されている、前記トラックに沿って該第１領域よりも前に存在する第２領域とを有するものであり、
前記記録媒体に対向し、該記録媒体上に記録されているデータを再生して再生信号を得るヘッドと、
前記ヘッドによって再生対象トラックに沿った第２領域が再生されて得られた再生信号と、その第２領域から再生されるはずのパターンデータとを比較するパターン比較部と、
前記パターン比較部による比較結果に基づいて再生タイミングの補正を行うタイミング補正部と、
前記ヘッドによって得られる再生信号のゲインを、前記パターン比較部による比較結果に基づいて検出して調整するゲイン調整部とを備えたことを特徴とするデータ再生装置。
【請求項３４】
前記パターン比較部が、パターンデータと再生信号とを比較した結果として相互相関値を得るものであり、
前記ゲイン調整部が、前記パターン比較部によって得られた相互相関値の最大値と所定の目標最大値との比較によって再生信号のゲインを検出するものであることを特徴とする請求項３３記載のデータ再生装置。
【請求項３５】
前記ヘッドが、アナログの再生信号を得るものであり、
前記ヘッドによって得られたアナログの再生信号を、デジタル値の列からなるデジタルな再生信号に変換する変換部と、
デジタルな再生信号の部分区間における各デジタル値に各所定の係数を掛けて総和を得る演算を、そのデジタルな再生信号に対するその部分区間をずらしながら繰り返すデジタルフィルタとを備え、
前記ゲイン調整部が、前記デジタルフィルタの係数を設定することによって再生信号のゲインを調整するものであることを特徴とする請求項３３記載のデータ再生装置。
【請求項３６】
前記デジタルフィルタが、前記タイミング補正部による再生タイミングの補正にも用いられるものであることを特徴とする請求項３５記載のデータ再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、記録媒体上に記録されたデータを再生するデータ再生装置に関する。
【背景技術】  近年高密度化を続けるＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）やＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｉｓｋ）に代表される光（磁気）ディスク装置、磁気ディスク装置（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）などといったデータ再生装置は、多様化する情報化社会において、今後より大容量、高速転送が切望されている。しかし、これらのデータ再生装置が対象とする記録媒体ではトラック間隔が非常に狭くなってきている。そのため、再生信号の品質がクロストークの影響を受け易くなっており、更なる高密度化が困難となってきている。
再生信号の品質を向上させてさらなる高密度化を実現するためには、クロストークを検出してキャンセルすることが考えられる。
図１および図２は、クロストークを検出するために記録媒体に適用するフォーマット例を示す図であり、図１には、隣接する両トラックからのクロストークを区別しないフォーマット例が示されており、図２には、隣接する両トラックのどちらからのクロストークであるかを区別するためのフォーマット例が示されている。
図１のフォーマット例および図２のフォーマット例のどちらでも、各トラック１＿１，…，１＿５に、１Ｔ連続区間と４Ｔ連続区間が配置されたクロストーク検出領域３が設けられており、それらのクロストーク検出領域３では、隣接するトラック間で１Ｔ連続区間および４Ｔ連続区間の区間配置パターンが異なっている。このように１Ｔ連続区間と４Ｔ連続区間が配置されたクロストーク検出領域３でビームスポット２がオフトラックになると、再生信号に生じるクロストークを検出することができる。
ここで、１Ｔ連続区間と４Ｔ連続区間それぞれから再生されるサンプルデータ（再生信号）について説明する。
図３は、１Ｔ連続区間と４Ｔ連続区間それぞれから再生されるサンプルデータを示す図である。
この図３に示すパターン「１０１０１０１０」が１Ｔ連続区間に記録されているデータを示し、パターン「１１１１００００」が４Ｔ連続区間に記録されているデータを示している。これらの記録データは、１＋Ｄ特性を有する再生チャネルによって再生されて、それぞれ、「１１１１１１１１」、「１２２２１０００」というサンプルデータ（再生信号）となる。従って、１Ｔ連続区間からの再生信号は振幅０の信号で、４Ｔ連続区間からの再生信号は大きな振幅を有する。
図１および図２に示すフォーマット例ではこのような再生信号の特性を利用し、振幅が発生しない１Ｔ連続区間において、隣接トラックの４Ｔ連続区間に起因する振幅信号がどれだけクロストークするかを計測することによってクロストーク量を算出する。
図４は、クロストーク検出の概念図である。
クロストークが無いときの再生信号４＿１では、１Ｔ連続区間で振幅０となるが、クロストークがある時の再生信号４＿２では、１Ｔ連続区間で振幅信号５が検出され、この振幅信号５が、隣接したトラックの４Ｔ連続区間に起因したクロストークである。そして、前段の４Ｔ連続区間の振幅とクロストークした４Ｔ連続振幅を比較することによりクロストーク度合いを計測することが可能である。
上述したクロストークの検出原理に基づいて、記録媒体上のテスト領域でクロストークを検出し、トラックに対するビームスポット位置にオフセットを掛ける技術（例えば、特許文献１参照）や、クロストーク検出領域をプリピットを使って設ける技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】        特開平８−７７６２７号公報
【特許文献２】        特開平８−４５０８０号公報
しかし、上述した原理によるクロストークの検出では、再生信号の十分な品質向上を実現するほどの精度を得ることが難しい。また、クロストーク検出領域を設ける分だけ記録媒体の容量損失となる。
以上説明したようなクロストーク以外にも、再生信号を処理する処理回路において、信号強度のオフセットや信号のゲイン不良などが生じた場合にも、再生信号の品質が影響を受ける。
【発明の開示】
本発明は、上記事情に鑑み、再生信号の品質向上が図られたデータ再生装置を提供することを目的とし、特には、第１に、クロストークの高精度な検出による品質向上を目的とし、第２に、再生信号のオフセットやゲインの修正による品質向上を目的とする。
上記目的を達成する本発明の第１のデータ再生装置は、
複数並行した線状のトラックを有する、トラックに沿ってデータが記録される記録媒体からデータを再生するデータ再生装置であって、
上記記録媒体が、ユーザデータが記録される、トラックに沿った第１領域と、トラックに沿ってその第１領域よりも前に存在する、ユーザデータの再生タイミングの補正に用いられるパターンデータが記録されている第２領域とを有し、互いに隣り合うトラック間で、互いに隣接するパターンデータが相互に異なっているものであり、
上記記録媒体に対向し、記録媒体上に記録されているデータを再生して再生信号を得るヘッドと、
ヘッドによって再生対象トラックに沿った第２領域が再生されて得られた再生信号と、その第２領域から再生されるはずのパターンデータとを比較する第１のパターン比較部と、
第１のパターン比較部による比較結果に基づいて再生タイミングの補正を行うタイミング補正部と、
ヘッドによって再生対象トラックに沿った第２領域が再生されて得られた再生信号と、その再生対象トラックに隣接したトラックに沿った第２領域から再生されるはずのパターンデータとを比較する第２のパターン比較部と、
第１のパターン比較部および第２のパターン比較部それぞれによる比較結果に基づいてクロストークを検知するクロストーク検知部とを備えたことを特徴とする。
本発明の第１のデータ再生装置によれば、第１のパターン比較部および第２のパターン比較部の比較結果によって、隣接したトラック上のパターンデータに起因するクロストークを精度よく検知することができ、クロストークを低減して信号品質を向上させることができる。
また、このパターンデータは、ユーザデータの再生のために記録媒体上に従来から用意されているパターンデータを兼ねることができるので、記録媒体の容量損失を回避することもできる。
本発明の第１のデータ再生装置は、上記パターンデータが、自己相関値が一致点でのみピークを示すとともに、他のパターンデータとの相互相関値が自己相関値よりも小さいパターンデータであることが好ましく、この場合、
上記パターンデータが最長符号系列（Ｍ系列）であることが更に好ましい。
パターンデータが、最長符号系列（Ｍ系列）に代表されるような、上述した自己相関値や相互相関値を示すものであると、クロストークの検出精度が一層向上する。
本発明の第１のデータ再生装置は、クロストーク検知部によって検知されたクロストークに応じて、再生対象トラックに対する、ヘッドの再生位置の調整を行うトラッキング調整部を備えることが好適である。
通常のクロストークは、目標のトラックに対してヘッドの再生位置がずれることで生じるので、トラックに対して再生位置を修正することでクロストークが減少する。
このようなトラッキング調整部を備えた第１のデータ再生装置は、
「  上記記録媒体が、データの記録再生のテストに用いられるテスト領域を有するものであり、
上記トラッキング調整部が、テスト領域におけるテストの際に検知されたクロストークに応じて上記調整を行うものである」
という形態であってもよく、
「  上記トラッキング調整部が、データの記録再生に失敗して記録再生をやり直すときに上記調整を行うものである」
という形態であってもよく、あるいは
「  上記トラッキング調整部が、データの再生時に検知されたクロストークに応じて上記調整を逐次行うものである」
という形態であってもよい。
テスト領域におけるクロストークに応じて調整を行う場合には、他の領域でのデータ再生に適した調整量をテスト領域におけるクロストークから推定して調整することとなり、他の領域でのデータ再生時にクロストークも検出することによる装置への付加を低減することができる。
また、記録再生をやり直すときに調整を行う場合には、記録再生が可能な程度のクロストークは放置することによって装置への付加を低減することができる。
また、再生時に検知されたクロストークに応じて調整を逐次行う場合には、装置への付加が大きいものの、記録再生の支障となるようなクロストークの発生自体を未然に防ぐことができる。
また、本発明の第１のデータ再生装置は、クロストーク検知部によって検知されたクロストークに応じて、ヘッドが記録媒体に対向する角度（チルト）の調整を行う角度調整部を備えることも好適である。
ヘッドが記録媒体に対して正対せずに傾いている場合にもクロストークの原因となり、この場合にはヘッドの再生位置を修正してもクロストークを減少させることが難しい場合がある。そこで、上述したような角度調整部を備えることでクロストークを減少させることができる。
このような角度調整部を備えた第１のデータ再生装置は、
「  上記記録媒体が、データの記録再生のテストに用いられるテスト領域を有するものであり、
上記角度調整部が、前記テスト領域におけるテストの際に検知されたクロストークに応じて調整を行うものである」
という形態であってもよく、
「  上記角度調整部が、データの記録再生に失敗して記録再生をやり直すときに上記調整を行うものである」
という形態であってもよく、あるいは
「  上記角度調整部が、データの再生時に検知されたクロストークに応じて上記調整を逐次行うものである」
という形態であってもよい。
ここに示した各形態の利点は、トラッキング調整部を備えた場合における各形態の利点と同様である。
更に、本発明の第１のデータ再生装置は、クロストーク検知部によって検知されたクロストークに応じて、ヘッドにおける再生パワーの調整を行う再生パワー調整部を備えることも好適である。
再生パワーが不適切で、特に強すぎる場合には、媒体上のビームスポットが大きくなりすぎてクロストークを生じる。そこで、上述したような再生パワー調整部を備えることによって、スポットサイズを適切なサイズに調整してクロストークを減少させることができる。
このような再生パワー調整部を備えた第１のデータ再生装置は、
「  上記記録媒体が、データの記録再生のテストに用いられるテスト領域を有するものであり、
上記再生パワー調整部が、テスト領域におけるテストの際に検知されたクロストークに応じて上記調整を行うものである」
という形態であってもよく、
「  上記再生パワー調整部が、データの記録再生に失敗して記録再生をやり直すときに上記調整を行うものである」
という形態であってもよく、あるいは
「  上記再生パワー調整部が、データの再生時に検知されたクロストークに応じて上記調整を逐次行うものである」
という形態であってもよい。
ここに示した各形態の利点も、トラッキング調整部を備えた場合における各形態の利点と同様である。
更にまた、本発明の第１のデータ再生装置は、クロストーク検知部によって検知されたクロストークに応じて、ヘッドが記録媒体に対向する距離の調整を行う距離調整部を備えることも好適である。
ヘッドが記録媒体に対向する距離が不適切な場合には、媒体上のビームスポットがピンぼけしてクロストークの率が増加する。そこで、上述したような距離調整部を備えることによって、ピンぼけを直してクロストークを減少させることができる。
このような距離調整部を備えた第１のデータ再生装置は、
「  上記記録媒体が、データの記録再生のテストに用いられるテスト領域を有するものであり、
上記距離調整部が、テスト領域におけるテストの際に検知されたクロストークに応じて上記調整を行うものである」
という形態であってもよく、
「  上記距離調整部が、データの記録再生に失敗して記録再生をやり直すときに上記調整を行うものである」
という形態であってもよく、あるいは
「  上記距離調整部が、データの再生時に検知されたクロストークに応じて上記調整を逐次行うものである」
という形態であってもよい。
ここに示した各形態の利点も、トラッキング調整部を備えた場合における各形態の利点と同様である。
また更に、本発明の第１のデータ再生装置は、
「  上記ヘッドが、記録媒体に対するデータの記録も行うものであり、
クロストーク検知部によって検知されたクロストークに応じて、ヘッドにおける記録パワーの調整を行う記録パワー調整部を備えた」
という形態も好適である。
クロストークが生じている場合には、データの記録時に、隣接トラックのデータを上書きしてしまうクロスライトも生じる恐れがある。そこで、上述した記録パワー調整部を備えることによって、記録パワーの調整を適切なパワーに調整してクロスライトを防止することができる。
このような記録パワー調整部を備えを備えた第１のデータ再生装置は、
「  上記記録媒体が、データの記録再生のテストに用いられるテスト領域を有するものであり、
上記記録パワー調整部が、テスト領域におけるテストの際に検知されたクロストークに応じて上記調整を行うものである」
という形態が望ましい。テスト領域におけるクロストークに応じて予め記録パワーを適切に調整しておくことによって、本番のユーザデータの記録時にクロスライトが生じてしまうことを防止することができる。
本発明の第１のデータ再生装置は、上記第１のパターン比較部および上記第２のパターン比較部が、パターンデータと再生信号とを比較した結果として相互相関値を得るものであることが好適である。
相互相関値を得ることによってパターンの一致不一致を精度よく判定することができ、その結果、クロストークの有無も精度よく判定することができる。
また、本発明の第１のデータ再生装置は、上記第１のパターン比較部および上記第２のパターン比較部が、パターンデータと再生信号とを比較するに当たって、そのパターンデータを、データレベルの総和が０になるように変換し、変換後のパターンデータと再生信号とを比較して相互相関値を得るものであることも好適である。
パターンデータのレベルの総和が０になるように変換されて比較に用いられると、相関関係の無い信号との比較がなされたときの相関値は０となり、相関の有無が明瞭となる。
また、本発明の第１のデータ再生装置は、上記クロストーク検知部が、第１のパターン比較部および第２のパターン比較部のそれぞれで得られた相互相関値の、各最大値相互の相対比率に基づいてクロストークを検知するものであることが好適である。このような相対比率によってクロストークの有無や率を精度よく検知することができる。
また、本発明の第１のデータ再生装置における上記クロストーク検知部は、第２のパターン比較部で得られた相互相関値が所定の閾値を超えた場合にクロストーク有りと判定するものであることがこのましい。
所定の閾値が判断基準として用いられることにより、クロストーク以外の原因によって発生する相関値に左右されない精度のよい判定が可能となる。この場合には、
上記クロストーク検知部が、上記所定の閾値を設定されて、その設定された閾値を用いてクロストークの有無を判定するものであってもよい。
上述した目的を達成する本発明の第２のデータ再生装置は、
複数並行した線状のトラックを有する、トラックに沿ってデータが記録される記録媒体からデータを再生するデータ再生装置であって、
上記記録媒体が、ユーザデータが記録される、トラックに沿った第１領域と、ユーザデータの再生タイミングの補正に用いられる、自己相関値が一致点でのみピークを示すパターンデータが記録されている、トラックに沿って第１領域よりも前に存在する第２領域とを有するものであり、
記録媒体に対向し、記録媒体上に記録されているデータを再生して再生信号を得るヘッドと、
ヘッドによって再生対象トラックに沿った第２領域が再生されて得られた再生信号と、その第２領域から再生されるはずのパターンデータとを比較するパターン比較部と、
パターン比較部による比較結果に基づいて再生タイミングの補正を行うタイミング補正部と、
ヘッドによって得られる再生信号の直流成分を、パターン比較部による比較結果に基づいて検出し、その直流成分に応じたオフセット補正量だけ再生信号の直流成分を補正する直流オフセット補正部とを備えたことを特徴とする。
本発明の第２のデータ再生装置によれば、信号処理に適した本来のレベルから再生信号の直流成分がずれている量（オフセット量）を、パターン比較部による比較結果を用いて正確に求めて修正することができ、信号品質を向上させることができる。
本発明の第２のデータ再生装置は、
「  上記直流オフセット補正部が、オフセット補正量をヘッドの出力にフィードバックして再生信号の直流成分を補正するものである」
という形態であってもよく、あるいは、
「  上記直流オフセット補正部が、タイミング補正部によって再生タイミングが補正された再生信号の直流成分をオフセット補正量だけ補正するものである」
という形態であってもよい。
再生タイミングが補正された後の再生信号に対してオフセット補正量の補正を行う場合には、デジタルによるフィードファワードの補正が可能であり、信号処理の速度向上に適している。
また、本発明の第２のデータ再生装置は、
「  上記直流オフセット補正部が、パターン比較部による比較結果から、パターンデータが０レベルになるタイミングを得て、そのタイミングにおける再生信号値の総和を算出することによって再生信号の直流成分を得るものである」
という形態であってもよく、あるいは、
「  上記直流オフセット補正部が、パターン比較部による比較結果から、パターンデータが最大レベルになるタイミングおよび最小レベルになるタイミングを得、最大レベルになるタイミングにおける再生信号値の平均と最小レベルになるタイミングにおける再生信号値の平均との中間値を算出することによって再生信号の直流成分を得るものである」
という形態であってもよい。
更に、本発明の第２のデータ再生装置は、上記直流オフセット補正部が、基準レベルの設定を受けて、その基準レベルと前記直流成分との差によって前記オフセット補正量を得るものであることが好適である。
このような好適な形態によれば、再生信号を処理する処理系が予定している直流成分レベルが基準レベルとして設定されることによって、適切なオフセット補正量が得られて適切な補正による信号品質の向上が実現する。
上記目的を達成する本発明の第３のデータ再生装置は、
複数並行した線状のトラックを有する、トラックに沿ってデータが記録される記録媒体からデータを再生するデータ再生装置であって、
上記記録媒体が、ユーザデータが記録される、トラックに沿った第１領域と、ユーザデータの再生タイミングの補正に用いられる、自己相関値が一致点でのみピークを示すパターンデータが記録されている、トラックに沿って第１領域よりも前に存在する第２領域とを有するものであり、
記録媒体に対向し、記録媒体上に記録されているデータを再生して再生信号を得るヘッドと、
ヘッドによって再生対象トラックに沿った第２領域が再生されて得られた再生信号と、その第２領域から再生されるはずのパターンデータとを比較するパターン比較部と、
パターン比較部による比較結果に基づいて再生タイミングの補正を行うタイミング補正部と、
ヘッドによって得られる再生信号のゲインを、パターン比較部による比較結果に基づいて検出して調整するゲイン調整部とを備えたことを特徴とする。
本発明の第３のデータ再生装置によれば、再生信号のゲインを、パターン比較部による比較結果を用いて正確に求め、信号処理に適した本来のゲインに修正することができ、信号品質を向上させることができる。
本発明の第３のデータ再生装置は、
「  上記パターン比較部が、パターンデータと再生信号とを比較した結果として相互相関値を得るものであり、
上記ゲイン調整部が、パターン比較部によって得られた相互相関値の最大値と所定の目標最大値との比較によって再生信号のゲインを検出するものである」
という形態が好適である。
この好適な形態の第３のデータ再生装置によれば、相互相関値の最大値が用いられることによって再生信号のゲインが正確に求められる。
また、本発明の第３のデータ再生装置は、
「  上記ヘッドが、アナログの再生信号を得るものであり、
ヘッドによって得られたアナログの再生信号を、デジタル値の列からなるデジタルな再生信号に変換する変換部と、
デジタルな再生信号の部分区間における各デジタル値に各所定の係数を掛けて総和を得る演算を、そのデジタルな再生信号に対するその部分区間をずらしながら繰り返すデジタルフィルタとを備え、
上記ゲイン調整部が、デジタルフィルタの係数を設定することによって再生信号のゲインを調整するものである」
という形態も好適である。この形態の第３のデータ再生装置によれば、デジタルフィルタの係数設定によってゲインを容易かつ自在に調整することができる。
更に、この好適な形態において、上記デジタルフィルタが、タイミング補正部による再生タイミングの補正にも用いられるものであることが好適である。
上述したようなデジタルフィルタは、係数が適切に設定されることによって、デジタルイコライザや、信号の位相変換器などとしての役割を発揮することができる汎用性の高い回路であり、複数の役割を併せ持たせることもできる。デジタルフィルタに、ゲイン調整の役割と位相調整の役割とを併せ持たせることによって、回路規模の縮小を図ることができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、クロストークを検出するために記録媒体に適用する、隣接する両トラックからのクロストークを区別しないフォーマット例を示す図である。
図２は、クロストークを検出するために記録媒体に適用する、隣接する両トラックのどちらからのクロストークであるかを区別するためのフォーマット例を示す図である。
図３は、１Ｔ連続区間と４Ｔ連続区間それぞれから再生されるサンプルデータを示す図である。
図４は、クロストーク検出の概念図である。
図５は、本実施形態においてクロストークを検出するためのフォーマット概念を示す図である。
図６は、パターンデータの具体例を示す図である。
図７は、本発明のデータ再生装置の一実施形態を示す図である。
図８は、光ディスク上に記録されたファインクロックマーク（ＦＣＭ）と、ファインクロックマーク信号（Ｔｐｐ）からＰＬＬにより外部クロック信号を発生する原理を示す図である。
図９は、ヘッダパターン生成器の構成を示す図である。
図１０は、Ｍ系列発生器の概念構成図である。
図１１は、チャネル特性変換器の概念構成図である。
図１２は、位相差検出部の構成図である。
図１３は、相互相関器の構成図である。
図１４は、位相差検出器の構成図である。
図１５は、位相差調整部の構成図である。
図１６は、ＦＩＲフィルタの構成図である。
図１７は、ヘッダ検出ゲートの生成手順を表すタイミングチャートである。
図１８は、ヘッダパターン生成器の構成を再度示す図である。
図１９は、クロストーク量検出器の構成図である。
図２０は、クロストークの第１の検出例を示す図である。
図２１は、クロストークの第２の検出例を示す図である。
図２２は、クロストークの第３の検出例を示す図である。
図２３は、チルト調整を説明する概念図である。
図２４は、クロストークの第４の検出例を示す図である。
図２５は、フォーカスオフセット調整の概念図である。
図２６は、第２の実施形態に組み込まれた信号強度のオフセットの修正機能を担う構成部分を示す図である。
図２７は、ＤＣオフセットがない理想的な状態を示す図である。
図２８は、ＤＣオフセットが生じた状態を示す図である。
図２９は、ＤＣオフセット検出器におけるオフセット量検出の原理を表す図である。
図３０は、ＤＣオフセット検出器の構成図である。
図３１は、総和器によって算出された総和を示す図である。
図３２は、別のＤＣオフセット検出器におけるオフセット量検出の原理を表す図である。
図３３は、別のＤＣオフセット検出器の構成図である。
図３４は、第３の実施形態におけるＤＣオフセットの修正を担う構成部分を示す図である。
図３５は、第４の実施形態におけるゲイン不良の修正を担う構成部分を示す図である。
図３６は、ゲインタップ調整器の構成図である。
図３７は、第４の実施形態の変形例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施形態について説明する。
図５は、本実施形態においてクロストークを検出するためのフォーマット概念を示す図である。
本実施形態では、各トラック１０＿１，１０＿２，１０＿３のヘッダ領域１１に、隣接するトラック間で異なるパターンデータが記録され、このヘッダ領域１１がクロストーク検出領域を兼ねている。また、このヘッダ領域１１に記録されるパターンデータは、そもそも、後述するように、データ領域１２に記録されたユーザデータの位相調整に用いられる、パターンが一致した場合の自己相関が大きいデータであり、本実施形態では、このパターンデータをクロストークの検出に利用する。
なお、本発明では、さらに、このパターンデータの役割をアドレスデータに持たせることもできるが、以下では、ヘッダがアドレスとは別に用意される例について説明する。
図６は、パターンデータの具体例を示す図である。
この図には５本のトラック１０＿１，…，１０＿５が示されており、各トラックのヘッダ領域１１には、上述したようなパターンデータの一例として１６バイトのＭ系列（Ｍａｘｉｍｕｍ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）が記録されている。例えば、トラック番号「ｎ」のトラック１０＿３には、帰還法〔７，１〕で生成されるＭ系列が記録されている。また、３種類の帰還法〔７，１〕〔７，３〕〔７，３，２，１〕それぞれで生成されるＭ系列が順番に各トラックのヘッダ領域１１に記録されているので、例えば、トラック番号「ｎ」のトラック１０＿３の一方に隣接するトラック番号「ｎ−１」のトラック１０＿２には、帰還法〔７，３，２，１〕で生成されるＭ系列が記録され、他方に隣接するトラック番号「ｎ＋１」のトラック１０＿４には、帰還法〔７，３〕で生成されるＭ系列が記録されている。このように、隣接するトラック間でＭ系列が異なっているとともに、任意のトラックについて、その両側に隣接するトラック相互間でもＭ系列が異なっている。
図７は、本発明のデータ再生装置の一実施形態を示す図である。
この図７に示すデータ再生装置１００の再生系は、主に、光ディスク１０１に、光ビームを照射して光ディスク１０１からの反射光を受け、この反射光を電気信号に変換する光ピックアップ１０２、光ピックアップ１０２から出力される信号を受けて信号ゲインを一定に制御するＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）１０４、アナログイコライザ１０５、Ａ／Ｄ変換器１０６、補間型位相差補正システム１５０、ヘッダパターン生成器１５１、ディジタル波形等化器１０７、サンプリング値を２値のバイナリデータに復号する復号器１０８、ファインクロックマーク（ＦＣＭ）検出器１１２、ＰＬＬ１１３及びアドレスマーク検出器１１４より構成される。
この図７に示すデータ再生装置１００は、光ディスク１０１から再生されたＭＯ信号（再生信号）を、以下説明する外部クロック方式を用いてユーザデータに変換する。ここで、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、媒体上に埋め込まれた特別のファインクロックマークから得る方式であり、ここでは、ファインクロックマークが再生されたタンジェンシャルプッシュプル（Ｔｐｐ）信号から、ファインクロックマーク検出器１１２により検出された信号にＰＬＬ１１３を同期させて外部クロックを発生する。
図８は、光ディスク１０１上に記録されたファインクロックマーク（ＦＣＭ）２０１と、ファインクロックマーク信号（Ｔｐｐ）からＰＬＬ１１３により外部クロック信号を発生する原理を示す図である。以下、図７および図８を参照して説明を続ける。
図８の最上段に示されたファインクロックマーク（ＦＣＭ）２０１は、光ピックアップ１０２によって光ビームで再生される。図８の中段に示されたＴｐｐ信号は、このようにファインクロックマーク（ＦＣＭ）２０１が再生されて得られるものである。このＴｐｐ信号は、ファインクロックマーク検出器１１２により検出されて、パルス状のＦＣＭ検出信号１２３となりファインクロックマーク検出器１１２から出力される。このＦＣＭ検出信号１２３がＰＬＬ１１３によって逓倍されることにより、外部クロック（サンプリングクロック）１２４が生成される。
一方、光ディスク１０１から、光ピックアップ１０２により再生されたＭＯ信号は、ＡＧＣ１０４により信号振幅の制御が行われそして、アナログ波形等化器１０５により波形等化された後に、上述したように生成された外部クロックをサンプリングクロックとして使用するＡ／Ｄ変換器１０６によってサンプリングされる。
ここで、ＭＯ信号を処理する処理系と部クロックを生成する生成系とが物理的に別の系であることなどに起因して、Ａ／Ｄ変換器１０６によってサンプリングされるＭＯ信号と、Ａ／Ｄ変換器１０６に入力されるサンプリングクロックとの間には位相差がある。再生信号を最適にサンプリングするには、この位相差を調整する必要がある。このため、図７に示すデータ再生装置１００には、補間型位相差補正システム１５０が備えられており、ＡＧＣ１０４とアナログ波形等化器１０５を経た後に、最適なサンプリング点とは必ずしも同期していないサンプリングクロックによってＡ／Ｄ変換が行われて得られたサンプリング信号が補間型位相差補正システム１５０に供給され、ここで、位相差補正、データ先頭検出調整が行われて、最適なサンプリング点でサンプリングされた信号と同等の信号に変換されて出力される。この補間型位相差補正システム１５０が位相差補正は、いわば、データの再生タイミングを補正することに相当する。そして、位相差補正された信号は、ディジタル波形等化器１０７により波形等化され、そして、復号器１０８で復号され、光ディスク制御部１０９へ送られ、光ディスク制御部１０９からユーザデータ１３０として出力される。
ここで、補間型位相差補正システム１５０の詳細について説明する。
補間型位相差補正システム１５０は、図７に示すように、サンプリングデータを一時的に保管するバッファ１５２と、ヘッダパターン生成器１５１によって生成されるヘッダパターンを使って位相差を検出する位相差検出部１５３と、位相差検出部１５３によって検出された位相差に基づいてサンプリングデータの位相差を調整する位相差調整部１５４を備えている。
図９は、ヘッダパターン生成器の構成を示す図である。
ヘッダパターン生成器は、トラック情報に応じたＭ系列を発生させるＭ系列発生器１５５と、Ｍ系列を、再生チャネルが有する１＋Ｄ特性に従って変換してヘッダパターンとして出力するチャネル特性変換器１５６で構成されている。
図１０は、Ｍ系列発生器１５５の概念構成図である。
Ｍ系列発生器１５５には、トラック情報に応じて帰還法を切り換えるスイッチ群１５５ａと、Ｍ系列を構成するデータを１ビットずつ保持するｎ個のメモリ１５５ｂと、それらのメモリ１５５ｂに保持されているデータからスイッチ群１５５ａで選択されて帰還したデータに対してＥＸＯＲ演算を施す論理素子１５５ｃが備えられており、論理素子１５５ｃによる演算結果が、ｎ個のメモリ１５５ｂのうちの１番目のメモリに送られ、各メモリ１５５ｂに保持されている各ビットデータが順送りに送られて、最後のｎ番目のメモリからＭ系列データが順次に出力される。
図１１は、チャネル特性変換器１５６の概念構成図である。
このチャネル特性変換器１５６は、遅延器１５６ａ、加算器１５６ｂ、除算器１５６ｃ、および減算器１５６ｄからなる。このチャネル特性変換器１５６に、「０」、「１」の２値のデータ列が入力されると、遅延器１５６ａによってデータ列が１データ分だけ遅延され、加算器１５６ｂによって、遅延されたデータ列と元のデータ列とが加算されて、「０」、「１」、「２」の３値のデータ列となる。その後、除算器１５６ｃによってそのデータ列中の最大値（ここでは「２」）の半値が算出され、減算器１５６ｄによってその半値が３値のデータ列の各データから減算されて、「−１」、「０」、「１」の３値のデータ列が得られる。このようにチャネル特性変換器１５６で変換されて得られるデータ列は、元の２値のデータ列がＭ系列のように「０」と「１」とが同数のデータ列である場合には、データレベルの総和が「０」となる。
このように、図７および図９に示すヘッダパターン生成器１５１では、Ｍ系列発生器１５５で発生され、チャネル特性変換器１５６でデータレベルの総和が「０」となったヘッダパターンが生成され、このヘッダパターンが補間型位相差補正システム１５０の位相差検出部１５３に入力される。
図１２は、位相差検出部１５３の構成図である。
位相差検出部１５３は、ここでは、相互相関器１５７、微分器１５８、および位相差検出器１５９で構成されている。相互相関器１５７は、サンプリングデータとヘッダパターンとの相互相関値を、サンプリングデータの経時変化に伴って変化する関数値として算出し、微分器１５８はその相互相関値の微分値を算出する。そして、位相差検出器１５９は、ヘッダ検出ゲートがアサート状態であるときに、相互相門値および微分値に基づいて位相差およびヘッダ位置算出する。
図１３は、相互相関器１５７の構成図である。
相互相関器１５７は、ヘッダパターンと比較されるサンプリングデータｓ（ｔ）を記憶して１クロック分ずつシフトさせるシフトレジスタ１５７ａ、基準となるヘッダパターンが記憶されるレジスタ群１５７ｂ、所定数の乗算器１５７ｃ、および、各乗算器１５７ｃの出力の総和を計算する総和器１５７ｄより構成される。
シフトレジスタ１５７ａの各部に記憶されたサンプリング値と、レジスタ群１５７ｂの各レジスタに記憶されたヘッダパターンの値とが、各乗算器１５７ｃによって乗算され、総和器１５７ｄによって、各乗算器１５７ｃの出力の総和が算出され、この総和が相互相関値ｒ（ｔ）として出力される。
このように相互相関器１５７によって出力される相互相関値ｒ（ｔ）と、この相互相関値ｒ（ｔ）が上記微分器１５８によって微分されてなる微分相互相関値ｒ’（ｔ）が上記位相差検出器１５９に入力される。
図１４は、位相差検出器１５９の構成図である。
位相差検出器１５９は、主に、相互相関閾値検出器１５９ａと最適位相検出演算器１５９ｂにより構成される。個々に示す位相差検出器１５９は、ヘッダ検出ゲートがアサート状態にある間動作するものであり、相互相関閾値検出器１５９ａには、ヘッダ検出ゲートと相互相関値ｒ（ｔ）と閾値が入力される。相互相関値ｒ（ｔ）の値が閾値を超えると、相互相関閾値検出器１５９ａは相互相関値ｒ（ｔ）を最適位相差検出演算器１５９ｂに送る。
最適位相差検出演算器１５９ｂでは、送られてくる相互相関値が、それ以前の最大値よりも大きくなったり、最大値が更新された時点でヘッダ位置情報ｈが更新されて出力される。また、微分相互相関値ｒ’（ｔ）のゼロクロス位置を求めて位相差情報ｐを出力する。
このように、図７および図１２に示す位相差検出部１５３では、ヘッダ位置情報ｈと位相差情報ｐが得られて出力される。また、上述した相互相関器１５７によって得られた相互相関値の最大値も出力される。位相差情報ｐは、図７に示すバッファに記憶されたサンプリングデータとともに位相差調整部１５４に与えられる。
図１５は、位相差調整部１５４の構成図である。
位相差調整部１５４は、タップ係数選択器１６０とＦＩＲフィルタ１６１からなり、位相差情報ｐはタップ係数選択器１６０に入力され、サンプリングデータはＦＩＲフィルタ１６１に入力される。タップ係数選択器１６０では、位相差情報ｐに基づいて、最適なサンプリングタイミングでサンプリングされたサンプリングデータと同等な補間値を得るためのタップ係数が選択される。
図１６は、ＦＩＲフィルタ１６１の構成図である。
ＦＩＲフィルタ１６１は、サンプリングデータｓ（ｔ）を記憶して１クロック分ずつシフトさせるシフトレジスタ１６１ａ、選択されたタップ係数が記憶されるレジスタ群１６１ｂ、所定数の乗算器１６１ｃ、および、各乗算器１６１ｃの出力の総和を計算する総和器１６１ｄより構成される。
シフトレジスタ１６１ａの各部に記憶されたサンプリング値と、レジスタ群１６１ｂの各レジスタに記憶されたタップ係数とが、各乗算器１６１ｃによって乗算され、総和器１６１ｄによって、各乗算器１６１ｃの出力の総和が算出される。この総和は、最適なサンプリングタイミングでサンプリングされたサンプリングデータと同等な補間データｅ（ｔ）となっており、この補間データｅ（ｔ）が、位相が調整されたサンプリングデータとして出力される。
次に、以上説明した補間型位相差補正システム１５０の動作タイミングを制御するヘッダ検出ゲートの生成手順について説明する。
図１７は、ヘッダ検出ゲートの生成手順を表すタイミングチャートである。
アドレス領域に含まれた所定のアドレスシンクマークが、図７に示すアドレス検出器１１４によって検出されると、アドレスパルス信号１６２が生成される。このアドレスパルス信号１６２の立ち上がり時点を基準にして、バッファ領域からＭＯ信号の読出しが開始されるようにリードゲート１６３がアサート状態となり、ヘッダ検出トリガ１６４がバッファ領域中で立ち上がる。そして、ヘッダ検出トリガ１６４の立ち上がりからヘッダ長だけ遅延してヘッダ検出ゲート１６５がアサート状態になり、上述した補間型位相差補正システム１５０の動作が実行される。この結果、データ領域のユーザデータがサンプリングされたサンプリングデータ（再生信号）は、データの先頭から、最適タイミングでサンプリングされたデータ（信号）に補正されて補間型位相差補正システム１５０から出力されることとなる。
以上説明したように、図７に示すデータ再生装置１００には、再生信号の再生タイミングを補正して信号品質を向上させる機能が組み込まれている。さらに、このデータ再生装置１００には、クロストークを精度よく検出して信号品質を向上させる機能も組み込まれている。以下、この機能について説明する。
クロストークを検出するために、データ再生装置１００には、前トラック相互相関器１６６と後トラック相互相関器１６７とクロストーク量検出器１６８が組み込まれている。前トラック相互相関器１６６と後トラック相互相関器１６７は、上述した位相差検出部１５３に含まれている相互相関器１５７（図１２参照）と全く同様の構造を有するものであり、前トラック相互相関器１６６は、再生対象のトラックの１つ前のトラックに対応するヘッダパターンとサンプリングデータとの相互相関値を算出し、後トラック相互相関器１６７は、再生対象のトラックの１つ後のトラックに対応するヘッダパターンとサンプリングデータとの相互相関値を算出する。そして、クロストーク量検出器１６８は、相互相関器１５７（図１２参照）、前トラック相互相関器１６６、および後トラック相互相関器１６７それぞれから出力される相互相関値の各最大値に基づいてクロストークの比率とクロストークの方向（発生原因となったトラックが前か後ろか）を求める。
上述したヘッダパターン生成器１５１は、位相差検出部１５３に含まれている相互相関器１５７（図１２参照）のためのヘッダパターンのみならず、前トラック相互相関器１６６および後トラック相互相関器１６７それぞれのためのヘッダパターンも生成する。
図１８は、ヘッダパターン生成器１５１の構成を再度示す図である。
図９を参照して説明したように、ヘッダパターン生成器１５１には、Ｍ系列発生器１５５およびチャネル特性変換器１５６が備えられているが、より詳細には、この図１８に示すように、３つのＭ系列発生器１５５＿１，…，１５５＿３、および３つのチャネル特性変換器１５６＿１，…，１５６＿３が備えられている。そして、再生対象となるトラック番号「ｎ」のトラックのヘッダパターンのみならず、前後のトラック番号「ｎ−１」、「ｎ＋１」のトラックのヘッダパターンも生成される。
このように生成された３種類のヘッダパターンが、上述した相互相関器１５７（図１２参照）、前トラック相互相関器１６６（図７参照）、および後トラック相互相関器１６７（図７参照）のそれぞれに入力されて各相互相関値が算出される。そして、図７に示すクロストーク量検出器１６８によってクロストークの検出が行われる。
図１９は、クロストーク量検出器１６８の構成図である。
クロストーク量検出器１６８には、２つの閾値判定器１６９，１７０と、２つの除算器１７１，１７２と、１つの比較制御器１７３が備えられている。２つの２つの閾値判定器１６９，１７０には、ファームから閾値が設定されており、これらの閾値判定器１６９，１７０それぞれよって、隣接トラックのヘッダパターンに対する最大の相互相関値が閾値と比較される。最大の相互相関値が閾値を超えた場合にはクロストーク有りと判定されてその最大の相互相関値が除算器１７１，１７２に送られ、再生対象のトラックのヘッダパターンに対する最大の相互相関値で除算される。これにより、再生対象に隣接する各トラックからのクロストークが得られる。そして、比較制御器１７３によってそれらのクロストークが比較されて、どちらのトラックでどの程度のクロストークが発生しているかが求められる。
図２０〜図２２は、クロストークの検出例を示す図である。
これら各図の最上段（Ａ）には、ビームスポット２０の位置が示されており、２段目（Ｂ）、３段目（Ｃ）、最下段（Ｄ）には、それぞれ、「前」側のトラック１０＿１のヘッドパターンによる相互相関値のグラフと、再生対象のトラック１０＿２のヘッドパターンによる相互相関値のグラフと、「後」側のトラック１０＿１３ヘッドパターンによる相互相関値のグラフが示されている。
図２０の最上段（Ａ）に示すように、ビームスポット２０の位置が、再生対象のトラック１０＿２の中心から、「前」のトラック１０＿１側に偏っている場合には、３段目（Ｃ）に示すグラフで大きなピークが生じるとともに、２段目（Ｂ）に示すグラフでやや小さいピークが生じており、「前」側のトラック１０＿１に起因するクロストークが発生していることが明瞭にわかる。
また、図２１の最上段（Ａ）に示すように、ビームスポット２０の位置が、再生対象のトラック１０＿２の中心にある場合には、３段目（Ｃ）に示すグラフのみでピークが生じ、２段目（Ｂ）および最下段（Ｄ）に示すグラフではピークがなく、クロストークが発生していないことがわかる。
さらに、図２２の最上段（Ａ）に示すように、ビームスポット２０の位置が、再生対象のトラック１０＿２の中心から、「後」のトラック１０＿３側に偏っている場合には、３段目（Ｃ）に示すグラフで大きなピークが生じるとともに、最下段（Ｄ）に示すグラフでやや小さいピークが生じており、「後」側のトラック１０＿３に起因するクロストークが発生していることが明瞭にわかる。
このように、相互相関値を用いたクロストーク検出によって精度よくクロストークを検出することができる。
図７に示すデータ再生装置１００では、クロストークが検出されると、そのクロストークを低減させるために、光ディスク制御部１０９によって、光ピックアップ１０２のサーボドライバ１０３が制御されて、再生対象トラックに対する光ピックアップ１０２の再生位置の調整（オフトラック調整）や、光ピックアップ１０２が光ディスク１０１に対向する角度の調整（チルト調整）や、ライトパワーの調整や、リードパワーの調整や、光ピックアップ１０２と光ディスク１０１との距離の調整（フォーカスオフセット調整）などが行われる。
本実施形態では、これらの調整は、以下のように検出されるクロストークに基づいて実行される。第１には、光ディスク１０１に対するデータの記録再生前にテスト領域で実施される記録再生テストの際に検出されたクロストークに基づいた大まかな調整が行われる。第２には、実際にデータ再生を行っているときに検出されたクロストークに基づいて逐次微調整される。そして、第３には、データの記録や再生に失敗した際に検出されたクロストークに基づいた個別の調整が行われる。ただし、ライトパワーの調整については、クロスライトの発生を回避するために第１の調整のみが行われる。
上述した各種の調整のうち、オフトラック調整は、図２０や図２２に示すようなビームスポット２０のずれを修正するものであり、クロストーク方向とは反対の方向にビームスポットを移動させる。
次に、チルト調整について説明する。
図２３は、チルト調整を説明する概念図である。
この図に示すように、光ピックアップのレンズ１０２ａに対して光ディスク１０１が傾いていると、ビームスポットの変形なども生じるため、上述したオフトラック調整だけではクロストークの減少が不十分となる場合がある。そこで、本実施形態では、レンズ１０２ａの傾きを調整するアクチュエータが組み込まれており、そのアクチュエータによってレンズ１０２ａが、クロストークの減少する方向に傾けられる。
次に、上述した各種の調整のうち、ライトパワーの調整、リードパワーの調整およびフォーカスオフセット調整について説明する。
ライトパワーやリードパワーが強すぎた場合や、フォーカス位置がずれた場合などには、ビームスポットサイズが望ましいサイズよりも大きくなってクロストークが生じる。
図２４は、クロストークの第４の検出例を示す図である。
この図でも、最上段（Ａ）にビームスポット２０の位置が示され、そのほかの各段（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）には、各トラック１０＿１，１０＿２，１０＿３のヘッドパターンによる相関関数のグラフが示されている。
この図２４に示すようにビームスポット２０のサイズが大きくなると、再生対象のトラック１０＿２に隣接する両方のトラック１０＿１，１０＿３にビームスポット２０が掛かってしまう。この結果、２段目（Ｂ）および最下段（Ｄ）に示すように、各相関値にやや小さいピークが生じ、両側に隣接するトラック１０＿１，１０＿３双方からクロストークが発生していることが明瞭にわかる。
このように、両方向のクロストークが双方ともに発生している場合には、パワーの調整（低下）やフォーカスオフセット調整によってクロストークが低減される。
図２５は、フォーカスオフセット調整の概念図である。
この図のパート（Ａ）に示すように、光ディスク１０１に対するレンズ１０２ａの距離が不適切（ここでは近すぎ）である場合には、パート（Ｂ）に示すようにピンぼけでビームスポット２０のサイズが大きくなり、上述したようなクロストークが検出される。そのクロストークが低減されるようにレンズ１０２ａの位置が調整されることにより、パート（Ｃ）に示すような適切な距離にレンズ１０２ａが移動する。このときビームスポット２０は、パート（Ｄ）に示すように十分に小さなサイズとなる。
以上で、本発明の第１の実施形態についての説明を終了し、次に、本発明の別の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態には、クロストークを検出して低減することによって再生信号の品質を向上させる機能が組み込まれているが、以下説明する各実施形態では、再生信号の信号強度のオフセットや再生信号のゲイン不良を修正して再生信号の品質を向上させる機能が組み込まれている。この点を除いて、以下説明する各実施形態は上述した第１の実施形態と同様の実施形態であるので、以下、再生信号の信号強度のオフセットや再生信号のゲイン不良を修正する機能のみに着目して説明を行う。
図２６は、第２の実施形態に組み込まれた信号強度のオフセットの修正機能を担う構成部分を示す図である。
この図に示す構成部分のうち、図７の符号と同一の符号が付されたものは、図７を参照して説明した構成部分と同等のものである。
信号強度のオフセットを修正するために、ここでは、ＤＣオフセット検出器１７４と、電圧変換器１７５と、オフセット調整アンプ１７６が組み込まれている。
ここで修正の対象となっているＤＣオフセットについてまず説明する。
図２７および図２８は、ＤＣオフセットを説明する図であり、図２７には、ＤＣオフセットがない理想的な状態が示されており、図２８には、ＤＣオフセットが生じた状態が示されている。
これらの図の横軸は再生信号の信号強度を示しており、縦軸は、そのような信号強度の発生頻度を表している。
再生信号は３値の信号であり、図２７のグラフには、各値を中心とした頻度のピーク１７７，１７８，１７９が生じている。Ａ／Ｄ変換器１０６は０から１２８までのレンジを有しており、再生信号の３値が「３２」，「６４」，「９６」に変換される状態が理想的である。図２７に示すこのような理想的な状態に対し、図２８にも３つのピーク１８０，１８１，１８２が現れているものの、それらのピークの位置は、理想的な位置からずれている。このずれがＤＣオフセットである。このようなＤＣオフセットが存在すると、図７に示す復号器１０８における復号に影響を及ぼして、適切な復号が困難になるなどといった、信号処理の不具合を生じることとなる。
図２６に示すＤＣオフセット検出器１７４では、このようなＤＣオフセットの量が、ヘッダパターンを再生したサンプリングデータと、位相差検出部１５３によって得られた位相差情報とに基づいて算出され、電圧変換器１７５でそのＤＣオフセット量が電圧値に変換され、オフセット調整アンプ１７６によって再生信号（ＭＯ信号）にフィードバックされてオフセットが修正される。
図２９は、ＤＣオフセット検出器１７４におけるオフセット量検出の原理を表す図である。
この図２９には、サンプリングデータ１８３が示されており、ＤＣオフセット検出器１７４では位相差情報に基づいて「１」、「０」、「−１」の３値のうち中間値「０」に相当する部分１８４のみが抜き出されて信号レベルの総和が算出される。これは、図２８に示す中央のピーク１８１の中心位置を求めることに相当し、その中心位置を、理想的な中心位置を表したリファレンスレベル（ここでは「６４」）と比較することによってオフセット量が求められる。
図３０は、ＤＣオフセット検出器１７４の構成図である。
ＤＣオフセット検出器１７４は、サンプリングデータを記憶して１クロック分ずつシフトさせるシフトレジスタ１７４ａ、サンプリングデータ中の中間値「０」に相当する部分を抽出するスイッチ群１７４ｂ、ヘッダパターンが記憶されるレジスタ群１７４ｃ、スイッチ群１７４ｂの各スイッチで選択されたデータの総和を計算する総和器１７４ｄ、総和器１７４ｄからの出力データを位相差情報に基づく最適ヘッダ位置情報でラッチするデータラッチ回路１７４ｅ、およびラッチされたデータからオフセット量を算出するオフセット量計算機１７４ｆより構成される。
シフトレジスタ１７４ａの各部に記憶されたサンプリング値から、レジスタ群１７４ｃの各レジスタに記憶されたヘッダパターンの値「０」に対応するサンプリング値のみが抜き出されて総和器１７４ｄに送られ、総和器１７４ｄによって総和が算出される。
図３１は、総和器１７４ｄによって算出された総和を示す図である。
この図の横軸はサンプリングタイミングを表しており、この図の下段のグラフに総和のグラフが示されている。そして、上段には、図１２および図１３に示す相互相関器によって得られる相互相関値が示されており、図３０に示すデータラッチ回路１７４ｅは、この上段のグラフのピーク位置Ｐで、下段のグラフの総和をラッチする。
オフセット量計算機１７４ｆは、このようにラッチされた総和を、スイッチ群１７４ｂで選択されるデータ数で除算し、除算結果をファームによって設定されるリファレンスレベルと比較することによってＤＣオフセット量を算出する。
第２の実施形態では、このように算出されたＤＣオフセット量が、図２６に示すようにフィードバックされて修正されるので、復号器へと送られるデータにはＤＣオフセットがなく、正確な復号が行われる。
ところで、ここで説明したＤＣオフセット検出器に替えて、以下説明する別のＤＣオフセット検出器を用いる形態もあり得る。
図３２は、別のＤＣオフセット検出器におけるオフセット量検出の原理を表す図である。
この図にも、図２９と同様にサンプリングデータ１８３が示されている。
上述した第２実施形態におけるＤＣオフセット検出器１７４が、サンプリングデータ１８３から、「１」、「０」、「−１」の３値のうち中間値「０」に相当する部分を抜き出してオフセット量を検出するものであったのに対し、ここで説明する別のＤＣオフセット検出器では、「１」、「０」、「−１」の３値のうち最大値「１」に相当する部分１８５および最小値「−１」に相当する部分１８６を抜き出し、それらの中間値を算出することによってオフセット量を検出する。即ち、ここでは、図２８に示す左右のピーク１８０，１８２それぞれの中心位置を求めることを意味し、これらの位置の中間値を、理想的な中間値を表すリファレンスレベル（ここでは「６４」）と比較することによってもオフセット量が得られることとなる。
図３３は、別のＤＣオフセット検出器の構成図である。
このＤＣオフセット検出器１８７は、図３２に示す最大値「１」に相当する部分１８５および最小値「−１」に相当する部分１８６それぞれの総和を算出する最大値最小値総和器１８８と、最大値最小値総和器１８８で算出された「最小値」の総和を「最小値」の総数で除算することによって「最小値」の平均値を求める最小値平均演算器１８９と、同様に「最大値」の平均値を求める最大値平均演算器１９０と、最大値の平均から最小値の平均を引く引き算器１９１と、引き算器１９１による結果を値「２」で割る割り算器１９２と、最大値の平均から割り算器１９２による結果を引いて、「最小値」の平均値と「最大値」の平均値との中間値を得る引き算器１９３と、この中間値とファームから与えられるリファレンスレベルとを比較してオフセット量を求める比較器１９４とからなる。
最大値最小値総和器１８８の詳細説明は省略するが、図３０に示すシフトレジスタ１７４ａ、スイッチ群１７４ｂ、レジスタ群１７４ｃ、総和器１７４ｄ、およびデータラッチ回路１７４ｅからなる回路群と同様な、ただし、スイッチ群１７４ｂによる選択対象が異なっている回路群によって構成される。
このようなＤＣオフセット検出器１８７を用いることによってもＤＣオフセット量を求めることができる。
ところで、図２６に示した形態では、ＤＣオフセット検出器１７４によって検出されたＤＣオフセット量は、Ａ／Ｄ変換器１０６よりも前のアナログ信号にフィードバックされている。このようなフィードバックの構成を含むと、信号処理に要する時間が長くなるので、デジタル処理によるフィードファワードでＤＣオフセットを修正することが望ましい。以下、そのようにデジタル処理によるフィードファワードでＤＣオフセットを修正する第３の実施形態について説明する。
図３４は、第３の実施形態におけるＤＣオフセットの修正を担う構成部分を示す図である。
この図に示す構成部分のうち、他の図の符号と同一の符号が付されたものは、他の図を参照して説明した構成部分と同等のものである。
この第３の実施形態には、信号強度のオフセットを修正するために、上述したＤＣオフセット検出器１７４の他、オフセット係数調整器１９５と、加算器１９６が備えられている。この第３の実施形態では、ＤＣオフセット検出器１７４によって求められたＤＣオフセット量が、オフセット係数調整器１９５によって、デジタルデータにおける係数値に変換され、その係数値が加算器１９６によって、補間型位相差補正システム１５０による位相補正済のデジタルデータに加算される。これにより、デジタル処理によるフィードファワードでＤＣオフセットが修正され、処理速度が向上する。
次に、再生信号のゲイン不良を修正する機能が組み込まれた第４の実施形態について説明する。
図３５は、第４の実施形態におけるゲイン不良の修正を担う構成部分を示す図である。
この第４の実施形態では、ゲイン不良を修正するためにゲインタップ調整器１９７が備えられており、このゲインタップ調整器１９７は、補間型位相差補正システム１５０の位相差検出部１５３によって得られた相互相関値の最大値を、ファームによって設定される目標の相互相関値と比較することによって再生信号のゲインを検出する。そして、そのゲインを、相互相関値の最大値が目標の相互相関値に一致するように修正するために、ディジタル波形等化器１０７のタップ係数を調整する。
図３６は、ゲインタップ調整器１９７の構成図である。
このゲインタップ調整器１９７は、ゲイン計算機１９７ａと、所定数の掛け算器１９７ｂとからなり、ゲイン計算機１９７ａは、相互相関値の最大値を目標の相関値と比較して、相互相関値の最大値を目標の相関値に一致させるようなゲイン修正値を算出する。そして、そのゲイン修正値が、各掛け算器１９７ｂによってディジタル波形等化器１０７のデフォルトのタップ係数ｃ０，ｃ１，ｃ２に掛け合わされて新規のタップ係数ｃ０’，ｃ１’，ｃ２’が得られる。これらの新規のタップ係数ｃ０’，ｃ１’，ｃ２’がディジタル波形等化器１０７で用いられることによって再生信号のゲインが修正され、復号器による正確な復号が保証される。
最後に、第４の実施形態の変形例について説明する。図３５に示した形態では、ディジタル波形等化器１０７のタップ係数が調整されるが、このディジタル波形等化器１０７の構造は、図１６に示すＦＩＲフィルタ１６１と同様な構造を有しているので、ゲインの調整をこのＦＩＲフィルタ１６１で行うこともできる。
図３７は、第４の実施形態の変形例を示す図である。
この変形例では、図１５に示したタップ係数選択器１６０とＦＩＲフィルタ１６１との間に、図３６に示したゲインタップ調整器１９７と同様なタップ係数調整器１９８が備えられており、このタップ係数調整器１９８は、タップ係数選択器１６０で選択されたＦＩＲフィルタ１６１のタップ係数を、相互相関値の最大値が目標の相関値に一致するように修正してＦＩＲフィルタ１６１に送るものである。このような構成の場合にも、再生信号のゲインを理想的なゲインに修正することができ、信号品質を向上させることができる。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年11月9日(2005.11.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  複数並行した線状のトラックを有する、トラックに沿ってデータが記録される記録媒体からデータを再生するデータ再生装置であって、
前記記録媒体が、ユーザデータが記録される、前記トラックに沿った第１領域と、前記トラックに沿ってその第１領域よりも前に存在する、該ユーザデータの再生タイミングの補正に用いられるパターンデータが記録されている第２領域とを有し、互いに隣り合うトラック間で、互いに隣接するパターンデータが相互に異なっているものであり、
前記記録媒体に対向し、該記録媒体上に記録されているデータを再生して再生信号を得るヘッドと、
前記ヘッドによって再生対象トラックに沿った第２領域が再生されて得られた再生信号と、その第２領域から再生されるはずのパターンデータとを比較する第１のパターン比較部と、
前記第１のパターン比較部による比較結果に基づいて再生タイミングの補正を行うタイミング補正部と、
前記ヘッドによって前記再生対象トラックに沿った第２領域が再生されて得られた再生信号と、その再生対象トラックに隣接したトラックに沿った第２領域から再生されるはずのパターンデータとを比較する第２のパターン比較部と、
前記第１のパターン比較部および前記第２のパターン比較部それぞれによる比較結果に基づいてクロストークを検知するクロストーク検知部とを備えたことを特徴とするデータ再生装置。
【請求項２】  前記パターンデータが、自己相関値が一致点でのみピークを示すとともに、他のパターンデータとの相互相関値が自己相関値よりも小さいパターンデータであることを特徴とする請求項１記載のデータ再生装置。
【請求項３】  前記クロストーク検知部によって検知されたクロストークに応じて、前記再生対象トラックに対する、前記ヘッドの再生位置の調整を行うトラッキング調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載のデータ再生装置。
【請求項４】  前記クロストーク検知部によって検知されたクロストークに応じて、前記ヘッドが前記記録媒体に対向する角度の調整を行う角度調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載のデータ再生装置。
【請求項５】  前記クロストーク検知部によって検知されたクロストークに応じて、前記ヘッドにおける再生パワーの調整を行う再生パワー調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載のデータ再生装置。
【請求項６】  前記クロストーク検知部によって検知されたクロストークに応じて、前記ヘッドが前記記録媒体に対向する距離の調整を行う距離調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載のデータ再生装置。
【請求項７】  前記ヘッドが、前記記録媒体に対するデータの記録も行うものであり、
前記クロストーク検知部によって検知されたクロストークに応じて、前記ヘッドにおける記録パワーの調整を行う記録パワー調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載のデータ再生装置。
【請求項８】  前記第１のパターン比較部および前記第２のパターン比較部が、パターンデータと再生信号とを比較するに当たって、該パターンデータを、データレベルの総和が０になるように変換し、変換後のパターンデータと再生信号とを比較して相互相関値を得るものであることを特徴とする請求項１記載のデータ再生装置。
【請求項９】  複数並行した線状のトラックを有する、トラックに沿ってデータが記録される記録媒体からデータを再生するデータ再生装置であって、
前記記録媒体が、ユーザデータが記録される、前記トラックに沿った第１領域と、該ユーザデータの再生タイミングの補正に用いられる、自己相関値が一致点でのみピークを示すパターンデータが記録されている、前記トラックに沿って該第１領域よりも前に存在する第２領域とを有するものであり、
前記記録媒体に対向し、該記録媒体上に記録されているデータを再生して再生信号を得るヘッドと、
前記ヘッドによって再生対象トラックに沿った第２領域が再生されて得られた再生信号と、その第２領域から再生されるはずのパターンデータとを比較するパターン比較部と、
前記パターン比較部による比較結果に基づいて再生タイミングの補正を行うタイミング補正部と、
前記ヘッドによって得られる再生信号の直流成分を、前記パターン比較部による比較結果に基づいて検出し、その直流成分に応じたオフセット補正量だけ該再生信号の直流成分を補正する直流オフセット補正部とを備えたことを特徴とするデータ再生装置。
【請求項10】  複数並行した線状のトラックを有する、トラックに沿ってデータが記録される記録媒体からデータを再生するデータ再生装置であって、
前記記録媒体が、ユーザデータが記録される、前記トラックに沿った第１領域と、該ユーザデータの再生タイミングの補正に用いられる、自己相関値が一致点でのみピークを示すパターンデータが記録されている、前記トラックに沿って該第１領域よりも前に存在する第２領域とを有するものであり、
前記記録媒体に対向し、該記録媒体上に記録されているデータを再生して再生信号を得るヘッドと、
前記ヘッドによって再生対象トラックに沿った第２領域が再生されて得られた再生信号と、その第２領域から再生されるはずのパターンデータとを比較するパターン比較部と、
前記パターン比較部による比較結果に基づいて再生タイミングの補正を行うタイミング補正部と、
前記ヘッドによって得られる再生信号のゲインを、前記パターン比較部による比較結果に基づいて検出して調整するゲイン調整部とを備えたことを特徴とするデータ再生装置。
【国際調査報告】
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