JP2004134062A - 情報再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　ディスク媒体に記録された情報を再生する際の従来のジッタ量に代わる新たなパラメータを提供する。
【解決手段】　ＰＲ（Partial Response）等化を行う際の複数の理想値を等化目標として保持し、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１１の出力に対応するＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ１６の出力と等化目標との間の誤差を最小にするようにＦＩＲフィルタ１６のタップ係数を更新するための誤差最小化回路１５と、ＦＩＲフィルタ１６の出力と等化目標との間の誤差を表す信号を再生データのエラーレートと相関のあるパラメータ信号として生成するための誤差検出回路１３及び加算重み付け回路１７とを設ける。このパラメータ信号が最小となるようにアナログ信号品質を調整することにより、再生データのエラーレートのマージンを最適化する。
【選択図】　図１

Description

　本発明は、光ディスク装置、ハードディスク装置などの、ディスク媒体に記録された情報を再生するための情報再生装置に関するものである。

　情報再生装置の再生信号品質の尺度として、従来は再生データのエラーレートが用いられており、エラーレートを低くすることが重要である。しかし、ＥＣＣ（Error Correcting Code）などのエラー訂正技術が用いられているため、エラー限界をわずかでも超えるとシステムが破綻を来し、エラー限界以内では全くエラーが発生しないという特徴を持つ。

　情報再生装置において、再生データのエラーレートをパラメータとしてシステム最適化のための学習を行うのは非常に困難である。そこで従来は、エラーレートのマージンを最適化するため、ディスク媒体から得られたアナログ信号からジッタ量を検出し、このジッタ量を用いて学習を行っていた（特許文献１〜３参照）。
特開平８−４５０８１号公報 特開２０００−１７３０６０号公報 特開２００１−２３１６７号公報

　ジッタ量は、再生データのエラーレートのマージンを見極めるために非常に有用なパラメータであった。しかし、昨今のデジタル技術の進歩により、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）や適応等化などの技術が導入された結果、必ずしもジッタ量がエラーレートと相関のあるパラメータではなくなった。そこで、従来のアナログ的手法におけるジッタ量に代わる新たなパラメータが必要となってきた。

　本発明の目的は、情報再生装置で用いられていた従来のジッタ量に代わる、再生データのエラーレートのマージンを確保するために有用なパラメータを提供することにある。

　上記目的を達成するため、本発明は、ディスク媒体から得られたアナログ信号をデジタル値に変換したうえ、当該デジタル値とその理想値との間の誤差を新たなパラメータとすることとしたものである。

　具体的に説明すると、本発明は、ディスク媒体に記録された情報を再生するための情報再生装置において、前記ディスク媒体から得られたアナログ信号をデジタル値に変換するためのアナログ・デジタル変換（ＡＤＣ：Analog-to-Digital Conversion）手段と、前記ＡＤＣ手段の出力に係る信号に対する理想値を目標値として保持するための目標値保持手段と、前記ＡＤＣ手段の出力に係る信号と前記目標値保持手段の出力との間の誤差を検出し、かつ該誤差を表す信号を再生データのエラーレートと相関のあるパラメータ信号として生成するための誤差検出手段とを備えた構成を採用し、前記パラメータ信号が最小となるように前記アナログ信号の品質を調整することにより、前記再生データのエラーレートのマージンを最適化できるようにしたものである。

　前記ＡＤＣ手段の出力を入力とし、かつ係数を可変とするタップを持つフィルタと、前記フィルタの出力と前記目標値保持手段の出力との間の誤差を最小にするように前記フィルタのタップ係数を更新するための誤差最小化手段とを更に備えることとすれば、前記フィルタのタップ係数を最適化したうえで、前記パラメータ信号が最小となるように前記アナログ信号の品質を調整することができる。

　前記フィルタは、例えばＰＲ（Partial Response）等化を実現するためのＰＲ等化フィルタである。前記目標値保持手段は、前記ＰＲ等化を行う際の複数の理想値を前記目標値として保持する。前記誤差検出手段及び前記誤差最小化手段は、前記ＡＤＣ手段の出力に対応する前記フィルタの複数のタップ出力と前記複数の理想値とをそれぞれ比較する。

　本発明によれば、ディスク媒体から得られたアナログ信号をデジタル値に変換したうえ、当該デジタル値とその理想値との間の誤差を新たなパラメータとすることとしたので、従来のジッタ量に代わる有用なパラメータを提供することができる。

　図１は、本発明に係る情報再生装置である光ディスク装置２０の構成例を示している。図１の光ディスク装置２０は、ディスク媒体である光ディスク５に記録された情報を再生するための情報再生装置であって、ピックアップ８と、ピックアップドライバ９と、イコライザ（ＥＱ）１０と、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ：Analog-to-Digital Converter）１１と、目標値保持回路１２と、誤差検出回路１３と、位相同期ループ（ＰＬＬ：Phase-Locked Loop）回路１４と、誤差最小化回路１５と、ＰＲ等化フィルタ１６と、加算重み付け回路１７と、演算回路１８とを備えている。図示の例では、ＰＲ等化フィルタ１６として３タップのＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタが、誤差最小化回路１５として最小２乗法に従ったＬＭＳ（Least Mean Square）ブロックがそれぞれ採用されている。

　ピックアップ８は、光ディスク５にレーザービームを照射するための手段である。ピックアップドライバ９は、当該レーザービームのフォーカス制御及びトラッキング制御を司るように、制御信号Ｓ９０をピックアップ８に与える。ピックアップ８の出力信号Ｓ８０は、イコライザ１０を経てＡＤＣ１１に入力されるアナログ信号Ｓ１００となる。ＡＤＣ１１は、アナログ信号Ｓ１００をデジタル値に変換する。ＡＤＣ１１の出力デジタル信号Ｓ１１０は、ＰＬＬ回路１４及びＦＩＲフィルタ１６に与えられる。ＰＬＬ回路１４は、デジタル信号Ｓ１１０からクロックを抽出し、これをサンプリングクロックとしてＡＤＣ１１へ供給する。ＦＩＲフィルタ１６は、デジタル信号Ｓ１１０を入力とし、かつ各々の係数を可変とする３つのタップを持つ。このＦＩＲフィルタ１６の出力から再生データが得られるようになっている。

　目標値保持回路１２は、ＰＲ等化を行う際の複数の理想値を目標値として保持する。ここでは、ＦＩＲフィルタ１６の３タップ出力に対応する３つの等化目標（ＥＴ１、ＥＴ２及びＥＴ３）を目標値保持回路１２が保持するものとする。ＬＭＳブロック１５は、逐次変化するＡＤＣ１１の出力に対応するＦＩＲフィルタ１６の３タップ出力Ｓ１６１と、等化目標（ＥＴ１、ＥＴ２及びＥＴ３）とをそれぞれ比較し、これらの間の２乗誤差を最小にするように当該ＦＩＲフィルタ１６のタップ係数を更新するための信号Ｓ１５０を供給する。一方、誤差検出回路１３は、逐次変化するＡＤＣ１１の出力に対応するＦＩＲフィルタ１６の３タップ出力Ｓ１６０と、信号Ｓ１２０により表される等化目標（ＥＴ１、ＥＴ２及びＥＴ３）とをそれぞれ比較し、これらの間の誤差を３個の減算器で検出して、該誤差を表す信号を再生データのエラーレートと相関のある誤差信号Ｓ１３０とする。加算重み付け回路１７は、３個の乗算器と１個の加算器とで構成され、誤差検出回路１３の出力Ｓ１３０に任意の重み付け処理及び加算処理を施すことにより、求めるパラメータ信号Ｓ１７０を生成する。演算回路１８は、このパラメータ信号Ｓ１７０に基づく品質調整信号Ｓ１８０をピックアップドライバ９及びイコライザ１０へ供給する。つまり、演算回路１８は、パラメータ信号Ｓ１７０が最小となるようにアナログ信号Ｓ１００の品質を調整することにより、再生データのエラーレートのマージンを最適化する機能を持つ。なお、ＦＩＲフィルタ１６の出力信号Ｓ１６０及びＳ１６１は互いに同一信号であってよい。

　次に、図２〜図６を参照して、図１の光ディスク装置２０の動作を説明する。図２は、ＡＤＣ１１の入力アナログ信号Ｓ１００の波形と、その理想的なサンプル点とを示している。図２によれば、各サンプル点が等化目標（ＥＴ１、ＥＴ２及びＥＴ３）のいずれかと一致している。ところが実際には、図３に示すように、ＡＤＣ１１の出力デジタル信号Ｓ１１０で表されるサンプル値が等化目標（ＥＴ１、ＥＴ２及びＥＴ３）からずれる。そこで、ＬＭＳブロック１５は、ＦＩＲフィルタ１６の３タップ出力Ｓ１６１と等化目標（ＥＴ１、ＥＴ２及びＥＴ３）との間の２乗誤差を最小にするように当該ＦＩＲフィルタ１６のタップ係数を更新させる。図４は、ＦＩＲフィルタ１６の３タップ出力Ｓ１６０がＬＭＳブロック１５により補正されたことを示している。これら３タップ出力Ｓ１６０に応答して、誤差検出回路１３が図５に示すような誤差信号Ｓ１３０を出力する。図６は、乗算係数を全て１として計算した場合に加算重み付け回路１７から出力されるパラメータ信号Ｓ１７０の波形を示している。演算回路１８は、パラメータ信号Ｓ１７０が最小となるようにピックアップドライバ９及びイコライザ１０を制御することで、再生データのエラーレートのマージンを最適化する。

　以上のとおり、図１の構成を持つ光ディスク装置２０を用いることで、再生データのエラーレートのマージンを最適化するように、ピックアップ８のフォーカス制御及びトラッキング制御、並びにイコライザ１０の特性調整のための学習を行うことができる。この学習は、光ディスク５の任意のセクタ、あるいは任意の１周について行えばよい。また、ＰＬＬ回路１４のクロック周波数に比例した頻度でパラメータ信号Ｓ１７０を積算したり、パラメータ信号Ｓ１７０とジッタ信号とを所定比率で加算した信号を積算したりすることとすれば、光ディスク５の回転変動に関係なく、安定して学習を行うことができる。

　簡便には、図１中のＰＲ等化フィルタ１６及び誤差最小化回路１５の配設を省略して、デジタル信号Ｓ１１０を誤差検出回路１３に直接接続することとしてもよい。ＰＲ等化フィルタ１６に代えて、波形等化を目的としないＬＰＦ（Low Pass Filter）を採用することも可能である。誤差検出回路１３にて、フィルタ出力信号Ｓ１６０と目標値Ｓ１２０との差の積算値を求めることとしてもよい。

　図１のようにＰＲ等化フィルタ１６を採用する場合には、誤差検出回路１３から出力される全ての誤差信号Ｓ１３０をエラーレートと相関のあるパラメータとして使用したり、いずれか１つ（例えば中心にある値）のみを加算重み付け回路１７で選択したりすればよい。また、加算重み付け回路１７により、任意の２つの出力の和をパラメータとして使用する方法、３つ以上又は全ての出力の和をパラメータとして使用する方法などがある。

　演算回路１８にて、光ディスク５の品質を示す情報としてパラメータ信号Ｓ１７０を利用することとしてもよい。図７を用いて、その方法を説明する。

　図７は、３つのディスクＡ、Ｂ及びＣの各々においてアナログ信号Ｓ１００の品質を調整した際の、品質調整信号Ｓ１８０とパラメータ信号Ｓ１７０との相関図である。ディスクＡは最小値Ｘ、ディスクＢは最小値Ｙ、ディスクＣは最小値Ｚでそれぞれアナログ信号品質を調整すると最も高い再生データ品質を得ることができる。そして、最小値Ｘが所定の判定基準Ｒよりも大きいディスクＡについては、媒体不良と判定する。最小値Ｙが判定基準Ｒよりも小さいディスクＢについては、ディスクＢの情報を光ディスク装置２０で再生できない場合には、ディスクＢに媒体不良はなく、当該光ディスク装置２０の故障と判断できる。ディスクＣについても、ディスクＢと同様の品質良否判定が行える。

　このようにパラメータ信号Ｓ１７０を利用することで、光ディスク装置２０において情報が再生できない場合に、複雑な信号解析を行わずに光ディスク５と光ディスク装置２０とのどちらが劣化しているのかを容易に区別することができ、デバッグ性能が向上する。

　なお、上記演算回路１８の各機能を光ディスク装置２０に外部接続されるパーソナルコンピュータなどで実現することとしてもよい。

　以上説明してきたとおり、本発明に係る情報再生装置は、従来のジッタ量に代わる有用なパラメータを提供することができ、光ディスク装置、ハードディスク装置などの分野で有用である。

本発明に係る情報再生装置の構成例を示すブロック図である。 図１中のＡＤＣの入力アナログ信号の波形とその理想的なサンプル点とを示す図である。 図１中のＡＤＣの出力デジタル信号で表されるサンプル値が実際には等化目標からずれることを示す図である。 図１中のＦＩＲフィルタの出力信号がＬＭＳブロックにより補正されたことを示す図である。 図１中の誤差検出回路から出力される誤差信号の波形を示す図である。 図１中の加算重み付け回路から出力されるパラメータ信号の波形を示す図である。 図１の情報再生装置によるディスク媒体の品質良否判定を説明するための図である。

符号の説明

５　光ディスク（ディスク媒体）
８　ピックアップ
９　ピックアップドライバ
１０　イコライザ（ＥＱ）
１１　アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）
１２　目標値保持回路
１３　誤差検出回路
１４　ＰＬＬ（位相同期ループ）回路
１５　ＬＭＳブロック（誤差最小化回路）
１６　ＦＩＲフィルタ（ＰＲ等化フィルタ）
１７　加算重み付け回路
１８　演算回路
２０　光ディスク装置（情報再生装置）

Claims (8)

1. 　ディスク媒体に記録された情報を再生するための情報再生装置であって、
   　前記ディスク媒体から得られたアナログ信号をデジタル値に変換するためのアナログ・デジタル変換手段と、
   　前記アナログ・デジタル変換手段の出力に係る信号に対する理想値を目標値として保持するための目標値保持手段と、
   　前記アナログ・デジタル変換手段の出力に係る信号と前記目標値保持手段の出力との間の誤差を検出し、かつ該誤差を表す信号を再生データのエラーレートと相関のあるパラメータ信号として生成するための誤差検出手段とを備え、
   　前記パラメータ信号が最小となるように前記アナログ信号の品質を調整することにより、前記再生データのエラーレートのマージンを最適化できるように構成されたことを特徴とする情報再生装置。
2. 　請求項１記載の情報再生装置において、
   　前記アナログ・デジタル変換手段の出力を入力とし、かつ係数を可変とするタップを持つフィルタと、
   　前記フィルタの出力と前記目標値保持手段の出力との間の誤差を最小にするように前記フィルタのタップ係数を更新するための誤差最小化手段とを更に備えたことを特徴とする情報再生装置。
3. 　請求項２記載の情報再生装置において、
   　前記フィルタは、ＰＲ（Partial Response）等化を実現するためのＰＲ等化フィルタであり、
   　前記目標値保持手段は、前記ＰＲ等化を行う際の複数の理想値を前記目標値として保持し、
   　前記誤差検出手段及び前記誤差最小化手段は、前記アナログ・デジタル変換手段の出力に対応する前記フィルタの複数のタップ出力と前記複数の理想値とをそれぞれ比較することを特徴とする情報再生装置。
4. 　請求項３記載の情報再生装置において、
   　前記誤差検出手段の複数の出力のうち任意の２つの出力の和を生成するための加算手段を更に備えたことを特徴とする情報再生装置。
5. 　請求項３記載の情報再生装置において、
   　前記誤差検出手段の複数の出力のうち３つ以上又は全ての出力の和を生成するための加算手段を更に備えたことを特徴とする情報再生装置。
6. 　請求項３記載の情報再生装置において、
   　前記誤差検出手段の複数の出力に任意の重み付けを行うための重み付け手段を更に備えたことを特徴とする情報再生装置。
7. 　請求項６記載の情報再生装置において、
   　前記重み付け手段は、前記誤差検出手段の複数の出力のうち中心にある値のみを出力する機能を有することを特徴とする情報再生装置。
8. 　請求項１記載の情報再生装置において、
   　前記パラメータ信号を前記ディスク媒体の品質を示す情報として利用するための手段を更に備えたことを特徴とする情報再生装置。

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