JP3927561B2 - Reproduction signal processing apparatus and optical disk apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、再生信号処理装置および光ディスク装置、特に光ディスクの記録媒体にデジタル記録されたデータを再生するオーバーサンプリング型光記録再生装置に関するものであり、位相同期引き込み制御手段と線方向の高密度記録再生に有効な方式であるＰＲＭＬ（パーシャルレスポンス・マキシマムライクリフッド）信号処理方式を含むデジタルデータ復調手段を有するものにおいて、復調データ品質と再生限界性能の向上を同時に実現できる、という特徴が得られるようにしたものに関する。 The present invention relates to a reproduction signal processing apparatus and an optical disk apparatus, and more particularly to an oversampling optical recording / reproduction apparatus for reproducing data digitally recorded on a recording medium of an optical disk. A digital data demodulator that includes a PRML (Partial Response Maximum Live Cliff) signal processing system, which is an effective system for playback, has the feature of being able to simultaneously improve demodulated data quality and playback limit performance. It relates to what I did.
情報記録媒体としての光ディスク媒体にデジタルデータを記録する方式として、コンパクトディスク（Compact Disc（登録商標）以後、ＣＤと略する）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）に見られるように線速度を一定にして記録媒体上の記録密度を一様にする方式が多く用いられている。 As a method of recording digital data on an optical disk medium as an information recording medium, the linear velocity is constant as seen in a compact disk (hereinafter referred to as CD) and a DVD (Digital Versatile Disk). A method of making the recording density on the recording medium uniform is often used.
従来は、線記録密度が一定となるようにマーク幅変調を行ってデジタル変調記録された光ディスク再生信号に対してデジタルデータを再生する場合、再生信号が有するチャネルビット周波数に相当するクロック成分の位相を検出し、位相同期ループを構成することにより、位相同期引き込みを行っていた。また、ＤＶＤ−ＲＡＭ（ＤＶＤ−Random Access Memory）やＢＤ(Blu-ray Disc)等の高密度記録が可能なメディアの再生性能の向上を図るために、線方向の高密度記録再生に有効なパーシャルレスポンス・マキシマムライクリフッド（Partial Response Maximum Likelihood；以後、ＰＲＭＬと略する。）信号処理方式を用いたデジタル信号処理によりデジタルデータ復調を行う方法も導入されている。 Conventionally, when digital data is reproduced with respect to an optical disk reproduction signal digitally recorded by performing mark width modulation so that the linear recording density is constant, the phase of the clock component corresponding to the channel bit frequency of the reproduction signal , And phase lock-in is performed by configuring a phase-locked loop. Moreover, in order to improve the reproduction performance of media capable of high-density recording such as DVD-RAM (DVD-Random Access Memory) and BD (Blu-ray Disc), partials effective for high-density recording / reproduction in the linear direction A method of demodulating digital data by digital signal processing using a response maximum likelihood (hereinafter referred to as PRML) signal processing method has also been introduced.
このような位相同期引き込みを可能とするものとして、また、ＰＲＭＬ信号処理方式等のデジタル信号処理方式を実現するものとして、従来、例えば、図１７に示すような、ディスク再生系がある。 Conventionally, for example, there is a disk reproduction system as shown in FIG. 17 as one that enables such phase synchronization pull-in and that realizes a digital signal processing method such as a PRML signal processing method.
この従来のディスク再生系において、光ディスク媒体１には、図１８の最上段に示すようなデジタル記録符号（ＮＲＺＩ符号；ＮＲＺＩはNon Return to Zero Invertの略）が、線記録密度一定となるように記録されている。記録されたデータは、例えば、８−１６変調方式のように、連続する“０”あるいは“１”が３個以上かつ１４個以下になるように規制されたデータであるとする。光ピックアップ等の光再生手段２で再生して得られる光ディスク再生信号７３は、記録データの線方向の高記録密度化に伴って、干渉により高域の周波数成分になるほど振幅が減衰するため、プリアンプ３により信号を増幅した後、波形等化手段４により、図１８の上段に示すように、高域の周波数成分を強調するような補正を施す。
In this conventional disc reproducing system, the
この高域強調された再生信号は、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator；電圧制御発振器）６２により生成される再生クロック６４を用いてアナログ信号をデジタル信号に変換する手段としてのアナログ・デジタルコンバータ５により多ビットの再生デジタル信号６３にサンプリングされる。この時、再生クロック６４の位相と再生信号が有するクロック成分の位相とが同期していれば、図１８の中段、及び、図１８の下段に示すようなサンプリングデータが得られる。図１８の中段は、任意のレベルで２値化判別を行う場合のサンプリング方式であり、図１８の下段は、特に、ＰＲＭＬ信号処理方式に適したサンプリング方式を示す。
This high frequency emphasized reproduction signal is multi-bit by an analog /
この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、パーシャルレスポンス方式を適用して、意図的に波形干渉を付加することにより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最も確からしい系列を推定する最尤復号法により、再生データの品質を向上させる方式である（例えば特許文献１参照）。 This PRML signal processing method is a waveform that is intentionally applied by applying a partial response method in a reproduction system in which the amplitude of a high-frequency component deteriorates and the signal-to-noise ratio increases as the recording density in the linear recording direction increases. A reproduction system that does not require high-frequency components is realized by adding interference, and the quality of reproduced data is improved by the maximum likelihood decoding method that estimates the most probable sequence by probability calculation considering the waveform interference. This is a method (see, for example, Patent Document 1).
そして上述のアナログ・デジタルコンバータ５から出力される多ビットの再生デジタル信号６３をオフセット補正手段７に入力することにより、再生デジタル信号に含まれるオフセット成分、すなわち、符号バランスがとれるセンターレベルからの振幅方向のオフセットを補正する。このオフセット補正が施された再生デジタル信号を、トランスバーサルフィルタおよびビタビ復号器により構成されるＰＲＭＬ信号処理手段１７によりデジタル２値化信号に復調する。この時、パーシャルレスポンス等化を適用したことにより、ＰＲＭＬ信号処理手段１７の内部では、トランスバーサルフィルタからビタビ復号器に出力される等化出力信号は５値に多値化するという特徴を有する（図１８の下段参照）。この５値の等化出力信号を、ビタビ復号器により確率演算を行って２値化信号を生成する。
The multi-bit reproduction digital signal 63 output from the analog /
また、アナログ・デジタルコンバータ５によりサンプリングを行う際の、再生クロック６４は、以下のようにして生成される。
まず、オフセット補正手段７の出力信号を用いて、位相比較器とループフィルタとデジタル・アナログコンバータにより構成される位相同期制御手段１０により、再生クロックと再生デジタル信号との位相同期制御を行うための位相制御量が生成される。その位相制御量をもとに、ＶＣＯ６２を制御し、このＶＣＯ６２の出力として再生クロック６４を得る。
The reproduction clock 64 when sampling is performed by the analog /
First, using the output signal of the offset correction means 7, the phase synchronization control means 10 constituted by a phase comparator, a loop filter, and a digital / analog converter performs phase synchronization control between the reproduction clock and the reproduction digital signal. A phase control amount is generated. Based on the phase control amount, the
このような一連の動作により、再生クロックの位相と再生デジタル信号の有するクロック成分の位相とを同期させ、ＰＲＭＬ信号処理方式を適用することにより、光ディスク媒体に記録されたデジタルデータを、安定かつ精度良く再生することが可能となる（例えば、特許文献２参照）。 By such a series of operations, the phase of the reproduction clock and the phase of the clock component of the reproduction digital signal are synchronized, and the digital data recorded on the optical disk medium is stably and accurately applied by applying the PRML signal processing method. It is possible to reproduce well (see, for example, Patent Document 2).
また、チャネルビット周波数よりも、速い周波数のクロックを用いて、アナログ・デジタルコンバータで光再生波形をデジタル再生信号に変換し、位相方向の補間フィルタを利用してデジタルＰＬＬを構成することにより、位相同期した再生デジタル信号を生成してデジタルデータ復調を行っているものもある(例えば、特許文献３参照)。
従来の光ディスク再生装置は、以上のように構成されており、光ディスク媒体からの再生波形が有するクロック成分であるチャネルビット周波数と同期したチャネルビットクロックを用いてアナログ・デジタルコンバータで多ビットの離散信号に変換して、その信号を用いてＰＬＬ(Phase Locked Loop)を構成して位相同期引き込み制御、および、ＰＲＭＬ信号処理等のデータ復調を行っていた。 The conventional optical disk reproducing apparatus is configured as described above, and is a multi-bit discrete signal by an analog / digital converter using a channel bit clock synchronized with a channel bit frequency which is a clock component of a reproduction waveform from an optical disk medium. Then, a PLL (Phase Locked Loop) is configured using the signal to perform phase synchronization pull-in control and data demodulation such as PRML signal processing.
しかしながら、チャネルビットクロック基準で生成されるアナログ・デジタルコンバータ後の多ビットの離散信号を用いてＰＬＬを構成した場合は、位相誤差情報等の検出にも時間を要するため、制御ループの遅延時間が増大することにより位相同期引き込み性能が劣化する。その結果、光ディスク媒体の記録面に対する垂直軸とレーザー光の進入軸の角度で定義されるチルトによる再生波形の品質劣化や、信号雑音比が悪い条件での再生、再生波形の上下が非対称となるアシンメトリ、及び、ディスク表面の傷、汚れ、指紋等のディフェクトに依存する局所的な再生特性の劣化に対して、はじめに位相同期引き込み制御が破綻してしまい、ＰＲＭＬ信号処理方式の有効性を十分に発揮できない場合があった。 However, when a PLL is configured using a multi-bit discrete signal after an analog / digital converter generated on the basis of a channel bit clock, it also takes time to detect phase error information, etc., so the delay time of the control loop By increasing, the phase synchronization pull-in performance deteriorates. As a result, the quality of the reproduced waveform deteriorates due to the tilt defined by the angle between the vertical axis with respect to the recording surface of the optical disk medium and the incident axis of the laser beam, the reproduction is performed under a poor signal-to-noise ratio, and the top and bottom of the reproduced waveform are asymmetric. The phase synchronization pull-in control first fails for the degradation of local reproduction characteristics that depend on defects such as asymmetry and scratches on the disk surface, dirt, fingerprints, etc., and the effectiveness of the PRML signal processing system is fully There were cases where it could not be demonstrated.
また、こうしたＰＬＬとＰＲＭＬ信号処理手段とを併用するものでは、ＰＲＭＬ信号処理手段の出力としての２値化出力に加え、ＰＬＬ内部の位相比較手段の出力をレベル判別して得られる２値化出力の２種類を得ることができる。 In addition, in the case where such PLL and PRML signal processing means are used in combination, in addition to the binarized output as the output of the PRML signal processing means, the binarized output obtained by determining the level of the output of the phase comparison means inside the PLL The following two types can be obtained.
この位相比較手段の出力を波形のレベル以上であれば“１”，以下であれば“０”と判別して得られる２値化出力（以下、レベル判別方式と称す）はディスク表面に生じた傷に対して強く、傷の箇所を再生しても安定した再生が可能であるのに対し、ＰＲＭＬ信号処理手段の出力としての２値化出力（以下、ＰＲＭＬ信号処理方式と称す）は、元々の信号品質が悪いＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷ等を再生する場合やチルト劣化等に対して強く、こうした信号品質が悪いディスクを再生しても安定した再生が可能であるというメリットがある。 A binarized output (hereinafter referred to as a level discrimination method) obtained by discriminating that the output of the phase comparison means is “1” if it is equal to or higher than the waveform level, and “0” if it is below is generated on the disk surface. Although it is strong against scratches and stable reproduction is possible even if the scratched part is reproduced, the binarized output (hereinafter referred to as the PRML signal processing method) as the output of the PRML signal processing means originally There is an advantage that stable reproduction is possible even when a disc with poor signal quality is reproduced and a disc with poor signal quality is resistant to tilt degradation and the like.
しかしながらこのレベル判別方式とＰＲＭＬ信号処理方式とは、サンプリング方式を切り替えることにより実現しているため、ディフェクト等により発生するバーストエラーに対して安定したレベル判別方式と、線方向の高密度記録再生に有効なＰＲＭＬ信号処理方式とを同時に最大精度で実現することができず、このため、再生状態に応じて、最適な検出方式を選択できない場合があった。さらに、時間方向の情報が欠落するため、ジッタ情報の検出精度が劣化する傾向があった。その結果、アシンメトリが大きい場合などに、フォーカスサーボや波形等化におけるカットオフ周波数やブースト量の学習が、最適な値に収束しない場合があり、再生性能を劣化させる要因になる可能性があった。 However, since the level discrimination method and the PRML signal processing method are realized by switching the sampling method, the level discrimination method that is stable against a burst error caused by a defect or the like and the high-density recording / reproduction in the line direction can be used. An effective PRML signal processing method cannot be realized at the same time with maximum accuracy, and therefore, an optimal detection method may not be selected depending on the reproduction state. Furthermore, since the information in the time direction is missing, the detection accuracy of jitter information tends to deteriorate. As a result, when the asymmetry is large, the learning of the cutoff frequency and boost amount in focus servo and waveform equalization may not converge to the optimal values, which may cause the playback performance to deteriorate. .
一方、特許文献３に開示されたものでは、オーバーサンプリングクロックを用いているため、上述のＰＬＬの収束速度に起因するチルト劣化等の問題を解消することが可能となっている。
On the other hand, since the oversampling clock is used in the one disclosed in
しかしながら、この特許文献３の方式はチャネルビット周波数とオーバーサンプリングとの関係が整数倍とはならない非同期式のオーバーサンプリングであり、この非同期式のオーバーサンプリングでは、回路規模の大きいＶＣＯの代わりにシンセサイザによりＰＬＬを構成できるというメリットが得られるが、光ディスクの分野においては、近年ＤＶＤだけでも複数種類の光ディスクが実用化されており、１台の光ディスク装置で多様な光ディスク再生に対応するにはシンセサイザを光ディスクの種類分用意する必要があり、却って回路規模が増大する、という問題がある。また、この非同期式のオーバーサンプリング方式ではＰＲＭＬの回路が複雑になる、という問題もあった。
However, the method of
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、光ディスク媒体に記録されたデジタルデータを復調する際に、ＰＬＬの遅延時間を短縮でき、再生限界性能が向上可能となり、線方向の高記録密度再生に有利とされるＰＲＭＬ信号処理方式の出力信号が従来以上に改善されるだけでなく、ディフェクト等によりバーストエラーが頻繁に発生している場合には、レベル判別方式の出力信号にリアルタイムで切り替えることも可能となる、汎用性に優れた再生信号処理装置およびこれを有する光ディスク装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances. When digital data recorded on an optical disk medium is demodulated, the delay time of the PLL can be shortened, the reproduction limit performance can be improved, and the high in the line direction. Not only is the output signal of the PRML signal processing system, which is advantageous for recording density reproduction, improved more than before, but when burst errors frequently occur due to defects etc., the output signal of the level discrimination system is real-time. It is an object of the present invention to provide a reproduction signal processing apparatus excellent in general versatility that can be switched at the same time, and an optical disk apparatus having the same.
さらに、時間方向の情報が増加するため、ジッタの検出精度が向上し、フォーカスサーボや波形等化の学習の最適化が可能となる再生信号処理装置およびこれを有する光ディスク装置を提供することを目的とする。 Furthermore, an object of the present invention is to provide a reproduction signal processing apparatus and an optical disk apparatus having the same, which can improve the detection accuracy of jitter and can optimize learning of focus servo and waveform equalization because information in the time direction increases. And
前記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る再生信号処理装置は、情報記録媒体に記録されたデジタル信号を情報再生手段により読み出した再生波形を、該デジタル信号のチャネルビットクロックの周波数のN倍（Nは２以上の２の倍数）に相当する周波数に同期したオーバーサンプリングクロックで多ビットの離散信号に変換し、該多ビットの離散信号から前記チャネルビットクロックの周波数に同期した互いに位相の異なる第一，第二，第三のデジタルデータを生成するオーバーサンプリング位相同期手段と、前記第一のデジタルデータを復調する第一の復調手段、および前記第二のデジタルデータあるいは前記第三のデジタルデータを復調する第二の復調手段を有するデジタルデータ復調手段とを備えた、ことを特徴とするものである。
これにより、オーバーサンプリングクロックを用いたことでＰＬＬのループ遅延時間を短縮でき、再生限界性能を向上できるとともに、第一の復調手段および第二の復調手段からそれぞれの復調方式によるデジタル復調データが並行して得られる、という効果が得られる。
In order to solve the above-mentioned problem, a reproduction signal processing apparatus according to
Thereby, the loop delay time of the PLL can be shortened by using the oversampling clock, the reproduction limit performance can be improved, and the digital demodulated data by the respective demodulation methods can be parallel from the first demodulation means and the second demodulation means. The effect that it is obtained is obtained.
また、本発明の請求項２に係る再生信号処理装置は、情報記録媒体に記録されたデジタル信号を情報再生手段により読み出した再生波形を、該デジタル信号のチャネルビットクロックの周波数のN倍（Nは２以上の２の倍数）に相当する周波数に同期したオーバーサンプリングクロックで多ビットの離散信号に変換し、該多ビットの離散信号から前記チャネルビットクロックの周波数に同期した互いに位相の異なる第一，第二，第三のデジタルデータを生成するオーバーサンプリング位相同期手段と、前記第一，第二，第三のデジタルデータを用いて前記再生波形のジッタ成分を検出するジッタ検出手段とを備えた、ことを特徴とするものである。
これにより、オーバーサンプリングクロックを用いたことで時間方向の情報が増加した第一，第二，第三のデジタルデータから再生波形のジッタ成分を検出しているため、ジッタの検出精度が向上する、という効果が得られる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a reproduction signal processing apparatus comprising a reproduction waveform obtained by reading out a digital signal recorded on an information recording medium by an information reproduction means, N times the frequency of a channel bit clock of the digital signal (N Is converted to a multi-bit discrete signal with an oversampling clock synchronized with a frequency corresponding to a frequency corresponding to a multiple of 2 and is different from each other in phase with the multi-bit discrete signal synchronized with the frequency of the channel bit clock. , Oversampling phase synchronization means for generating second and third digital data, and jitter detection means for detecting a jitter component of the reproduced waveform using the first, second and third digital data. It is characterized by that.
Thereby, since the jitter component of the reproduction waveform is detected from the first, second and third digital data whose information in the time direction has increased by using the oversampling clock, the jitter detection accuracy is improved. The effect is obtained.
また、本発明の請求項３に係る再生信号処理装置は、請求項１または２に記載の再生信号処理装置において、前記オーバーサンプリング位相同期手段は、前記再生波形を前記オーバーサンプリングクロックで前記多ビットの離散信号に変換するアナログ・デジタル変換手段と、前記オーバーサンプリングクロックをＮ分周することによりチャネルビットクロックを生成するクロック分周手段と、前記チャネルビットクロックと前記オーバーサンプリングクロックとの位相関係を一意に確定させるための位相決定手段と、該位相決定手段の出力信号に基づき前記アナログ・デジタル変換手段の出力信号を復調前処理信号および制御信号に変換するためのオーバーサンプリング位相制御手段と、前記オーバーサンプリングクロックに同期して出力される前記オーバーサンプリング位相制御手段から出力される出力信号を、前記チャネルビットクロックに同期して動作する信号に変換する動作周期変換手段と、前記チャネルビットクロックに同期して動作し、前記動作周期変換手段の出力から位相誤差情報を検出して、該位相誤差情報が零に近づくように、クロック発振手段で生成される該オーバーサンプリングクロックを変調する位相同期制御手段とを備えた、ことを特徴とするものである。
これにより、オーバーサンプリングクロックを用いたことでＰＬＬの遅延時間を短縮することが可能になるため、チルト、雑音、アシンメトリ、及び、ディフェクト等に対して再生限界性能が向上するとともに、オーバーサンプリングクロックを必要としない箇所にはチャネルビットクロックが供給されるので、回路規模および消費電力を削減できるという効果が得られる。
The reproduction signal processing apparatus according to
This makes it possible to shorten the delay time of the PLL by using the oversampling clock, thereby improving the reproduction limit performance against tilt, noise, asymmetry, defects, etc. Since the channel bit clock is supplied to the portions that are not required, the circuit scale and power consumption can be reduced.
また、本発明の請求項４に係る再生信号処理装置は、請求項３に記載の再生信号処理装置において、前記位相決定手段は、前記チャネルビットクロックの立ち上がりエッジか立ち下がりエッジのいずれかを検出するために必要な信号を生成するエッジ生成手段と、前記オーバーサンプリングクロックに同期したタイミングで該エッジ生成手段により出力された信号に対して基準フラグを生成する基準フラグ発生手段と、該基準フラグを該オーバーサンプリングクロックの任意のクロック分だけ遅延させて、前記チャネルビットクロックと前記オーバーサンプリングクロックとの位相関係を一意に確定するための位相基準信号を生成する基準フラグ遅延手段とを有するものである、ことを特徴とするものである。
これにより、オーバーサンプリングクロックとチャネルビットクロックの関係が一意に決定できるため、装置の構成が容易になるだけでなく、位相同期引き込み制御の安定化につながる、という効果が得られる。
The reproduction signal processing apparatus according to
Thereby, since the relationship between the oversampling clock and the channel bit clock can be uniquely determined, not only the configuration of the apparatus becomes easy, but also the effect of leading to stabilization of the phase synchronization pull-in control can be obtained.
また、本発明の請求項５に係る再生信号処理装置は、請求項３に記載の再生信号処理装置において、前記オーバーサンプリング位相制御手段は、前記オーバーサンプリングクロックに同期したタイミングで、前記アナログ・デジタル変換手段の出力信号を、１クロック毎に遅延させて保持する複数の再生信号遅延手段と、該複数の再生信号遅延手段の出力信号を、前記位相決定手段により生成される位相基準信号のタイミングで保持する複数の再生信号保持手段と、該複数の再生信号遅延手段の出力信号における所定の２つの出力信号に関して、極性が反転するか否かを判断する極性反転検出手段と、該極性反転検出手段の出力信号を該位相基準信号のタイミングで保持する極性反転情報保持手段とを有するものである、ことを特徴とするものである。
これにより、位相誤差情報の検出時間が短縮できるため、ＰＬＬの遅延時間の短縮が可能になる、という効果が得られる。
The reproduction signal processing apparatus according to
Thereby, since the detection time of the phase error information can be shortened, there is an effect that the delay time of the PLL can be shortened.
また、本発明の請求項６に係る再生信号処理装置は、請求項５に記載の再生信号処理装置において、前記複数の再生信号遅延手段は、周期が２π(πは円周率)で表される前記チャネルビットクロックの基準位相から所定の位相量だけ離れた位相に位置する再生信号を出力する再生信号遅延手段Ａ、該再生信号遅延手段Ａから２πだけ離れた位相に位置する再生信号を出力する再生信号遅延手段Ｃ、前記再生信号遅延手段Ａおよび前記再生信号遅延手段Ｃの中間であり該再生信号遅延手段Ａからπだけ離れた位相に位置する再生信号を出力する再生信号遅延手段Ｂを有するものであり、前記複数の再生信号保持手段は、前記再生信号遅延手段Ａ，Ｂ，Ｃの出力信号を、前記位相基準信号のタイミングでそれぞれ保持する再生信号保持手段Ａ，Ｂ，Ｃを有するものであり、前記極性反転検出手段は、前記複数の再生信号遅延手段の中の再生信号遅延手段ＡおよびＣの出力信号に基づき、極性が反転するか否かを判断するものであり、前記オーバーサンプリング位相制御手段の出力から位相誤差情報を検出するための基本信号は、前記再生信号保持手段Ｂにより出力される、ことを特徴とするものである。
これにより、従来は、極性反転情報か位相誤差情報のいずれかを補間して検出する必要があったものが、本発明では、極性反転情報と位相誤差情報を補間することなく直接検出できるため位相誤差情報の精度が向上することにより再生限界性能が改善され、特にアシンメトリに対して有効である、という効果が得られる。
The reproduction signal processing device according to claim 6 of the present invention is the reproduction signal processing device according to
As a result, in the past, it was necessary to interpolate and detect either polarity inversion information or phase error information, but in the present invention, phase inversion information and phase error information can be detected directly without interpolation. By improving the accuracy of the error information, the reproduction limit performance is improved, and an effect that it is particularly effective for asymmetry is obtained.
また、本発明の請求項７に係る再生信号処理装置は、請求項６に記載の再生信号処理装置において、前記再生信号遅延手段Ａは、前記複数の再生信号遅延手段のなかで、周期が２π(πは円周率)で表される前記チャネルビットクロックの位相零に相当する再生信号を出力するものであり、前記再生信号遅延手段Ｃは、前記複数の再生信号遅延手段のなかで、該チャネルビットクロックの位相２πに相当する再生信号を出力するものであり、前記再生信号遅延手段Ｂは、前記複数の再生信号遅延手段のなかで、該チャネルビットクロックの位相πに相当する再生信号を出力するものである、ことを特徴とするものである。
これにより、位相誤差情報をチャネルビットクロックで処理する場合にも、無駄な時間が発生しないため、性能とコストに対して最適なＰＬＬを実現することが可能になる、という効果が得られる。
The reproduction signal processing device according to
As a result, even when the phase error information is processed by the channel bit clock, no time is wasted, so that it is possible to realize an optimum PLL for performance and cost.
また、本発明の請求項８に係る再生信号処理装置は、請求項３に記載の再生信号処理装置において、前記位相同期制御手段は、前記オーバーサンプリング位相制御手段の出力信号のゼロクロス位置情報を検出するゼロクロス位置検出手段と、該ゼロクロス位置情報と前記オーバーサンプリング位相制御手段の出力信号との位相誤差情報を検出するための位相誤差情報検出手段と、該位相誤差情報を平滑化するためのループフィルタとを有し、前記オーバーサンプリングクロックの周期に同期して動作するものである、ことを特徴とするものである。
これにより、位相制御信号を生成する時間が短縮できるため、ＰＬＬの遅延時間の短縮が可能になる、という効果が得られる。
The reproduction signal processing apparatus according to
As a result, the time for generating the phase control signal can be shortened, so that the delay time of the PLL can be shortened.
また、本発明の請求項９に係る再生信号処理装置は、請求項８に記載の再生信号処理装置において、前記位相誤差情報検出手段は、請求項６に記載の極性反転検出手段により、前記複数の再生信号遅延手段の中の再生信号遅延手段ＡおよびＣの出力信号の極性が反転したと判断されるとともに、前記光再生波形の立ち上がりエッジもしくは立ち下がりエッジが検出された場合に、前記複数の再生信号保持手段の中の再生信号保持手段Ｂの出力信号の極性を制御して位相誤差情報として検出する、ことを特徴とするものである。
これにより、位相誤差情報の検出回数が増大し検出精度が向上するため、再生限界性能が向上する、という効果が得られる。
The reproduction signal processing apparatus according to
As a result, the number of detections of the phase error information is increased and the detection accuracy is improved, so that the reproduction limit performance is improved.
また、本発明の請求項１０に係る再生信号処理装置は、請求項２に記載の再生信号処理装置において、前記第一のデジタルデータを復調する第一の復調手段と、前記第二のデジタルデータあるいは前記第三のデジタルデータを復調する第二の復調手段からなるデジタルデータ復調手段をさらに備えた、ことを特徴とするものである。
これにより、ＰＬＬのループ遅延時間を短縮でき、再生限界性能を向上できるとともに、第一の復調手段および第二の復調手段からそれぞれの復調方式によるデジタル復調データが並行して得られるとともに、時間方向の情報が増加した第一，第二，第三のデジタルデータから再生波形のジッタ成分を検出しているため、ジッタの検出精度が向上する、という効果が得られる。
A reproduction signal processing device according to claim 10 of the present invention is the reproduction signal processing device according to
As a result, the loop delay time of the PLL can be shortened, the reproduction limit performance can be improved, and the digital demodulated data by each demodulation method can be obtained in parallel from the first demodulator and the second demodulator, and the time direction Since the jitter component of the reproduction waveform is detected from the first, second, and third digital data in which the above information is increased, the effect of improving the jitter detection accuracy can be obtained.
また、本発明の請求項１１に係る再生信号処理装置は、請求項１または１０に記載の再生信号処理装置において、前記デジタルデータ復調手段は、前記第一の復調手段として、前記動作周期変換手段の出力信号に対し、意図的に付加した符号間干渉を利用して最も確からしいデータ系列を推定するＰＲＭＬ(Partial Response Maximum Likelihood)信号処理手段を、前記第二の復調手段として、前記動作周期変換手段の出力信号が有する符号バランスがとれるセンターレベルに基づき該出力信号を２値化してデジタルデータ復調を行うレベル判別２値化手段をそれぞれ有し、前記チャネルビットクロックに同期して動作するものである、ことを特徴とするものである。
これにより、線方向の高密度記録再生に有効なＰＲＭＬ信号処理方式による復調信号とディフェクト等により発生するバーストエラーに対して安定なレベル判別方式による復調信号とを同時に得ることができ、再生限界性能の向上とあいまって、復調データ品質の向上が可能となる、という効果が得られる。
The reproduction signal processing apparatus according to claim 11 of the present invention is the reproduction signal processing apparatus according to
This makes it possible to simultaneously obtain a demodulated signal by a PRML signal processing system effective for high-density recording / reproduction in the linear direction and a demodulated signal by a level discrimination system that is stable against burst errors caused by defects, etc. In combination with the improvement, the effect that the quality of demodulated data can be improved is obtained.
また、本発明の請求項１２に係る再生信号処理装置は、請求項１１に記載の再生信号処理装置において、前記ＰＲＭＬ信号処理手段は、請求項６に記載の再生信号保持手段Ｂの出力信号を前記動作周期変換手段により動作周期を変換した信号に対し、データを復調するものである、ことを特徴とするものである。
これにより、オーバーサンプリングした周波数を元のチャネルビット周波数と同じ周波数に戻すことで、ＰＲＭＬ信号処理方式による復調信号を意味あるものとすることができるとともに、光ディスク媒体の種類、スピード、再生方式に依存せずに常時ＰＲＭＬ信号処理手段が使用できる、という効果が得られる。
The reproduction signal processing apparatus according to claim 12 of the present invention is the reproduction signal processing apparatus according to
As a result, by returning the oversampled frequency to the same frequency as the original channel bit frequency, the demodulated signal by the PRML signal processing method can be made meaningful, and it depends on the type, speed, and reproduction method of the optical disk medium. Thus, the effect that the PRML signal processing means can be used at all times is obtained.
また、本発明の請求項１３に係る再生信号処理装置は、請求項１１に記載の再生信号処理装置において、前記レベル判別２値化手段は、請求項６に記載の再生信号保持手段ＡもしくはＣの出力信号のいずれか一方の動作周期を前記動作周期変換手段により変換した２値化前処理信号、に対してデータの復調を行うものである、ことを特徴とするものである。
これにより、オーバーサンプリングした周波数を元のチャネルビット周波数と同じ周波数に戻すことで、レベル判別方式による復調信号を意味あるものとすることができるとともに、従来はＰＲＭＬ信号処理手段を復調手段として選択した場合には、レベル判別２値化手段による精度良い復調データの生成が出来なかったのに対し、本発明では２つの復調手段が最大精度で同時に動作するため、光ディスク媒体の種類、スピード、再生方式に依存せずに一つの制御方式で再生できるため構成が容易になる、という効果が得られる。
The reproduction signal processing apparatus according to claim 13 of the present invention is the reproduction signal processing apparatus according to
As a result, by returning the oversampled frequency to the same frequency as the original channel bit frequency, it is possible to make the demodulated signal based on the level discrimination method meaningful, and conventionally, the PRML signal processing means is selected as the demodulating means. In this case, the demodulated data could not be generated with high accuracy by the level discrimination binarization means, whereas in the present invention, since the two demodulation means operate simultaneously with the maximum accuracy, the type, speed, and reproduction method of the optical disk medium Therefore, it is possible to reproduce with a single control method without depending on the above, so that the structure can be easily obtained.
また、本発明の請求項１４に係る再生信号処理装置は、請求項１または１０に記載の再生信号処理装置において、前記デジタルデータ復調手段は、復調データ切替手段と選択手段とをさらに備え、前記選択手段は前記復調データ切替手段の選択信号によって、前記第一の復調手段または前記第二の復調手段のいずれかの出力信号を選択して復調データとして出力する、ことを特徴とするものである。
これにより、復調データ切替手段が発生する選択信号に応じて第一の復調手段および第二の復調手段のいずれかの復調信号を自動的に選択可能となる、という効果が得られる。
The reproduction signal processing device according to claim 14 of the present invention is the reproduction signal processing device according to
As a result, an effect is obtained that one of the first demodulating means and the second demodulating means can be automatically selected in accordance with the selection signal generated by the demodulated data switching means.
また、本発明の請求項１５に係る再生信号処理装置は、請求項３に記載の再生信号処理装置において、前記オーバーサンプリング位相同期手段は、前記多ビットの離散信号から振幅方向のオフセット成分を低減して前記オーバーサンプリング位相制御手段へ出力するオフセット補正手段をさらに備えた、ことを特徴とするものである。
これにより、多ビットの離散信号に含まれる振幅方向のオフセット成分を低減できる、という効果が得られる。
The reproduction signal processing apparatus according to claim 15 of the present invention is the reproduction signal processing apparatus according to
Thereby, the effect that the offset component of the amplitude direction contained in a multibit discrete signal can be reduced is acquired.
また、本発明の請求項１６に係る再生信号処理装置は、請求項１５に記載の再生信号処理装置において、前記オフセット補正手段は、前記オーバーサンプリング位相制御手段の出力信号から振幅方向のオフセットレベル情報を検出するオフセットレベル検出手段と、前記振幅方向のオフセットレベル情報を平滑化するためのオフセットレベル平滑化手段と、前記多ビットの離散信号から該オフセットレベル平滑化手段の出力信号を減算してオフセット成分を低減するオフセットレベル減算手段とを有するものである、ことを特徴とするものである。
これにより、従来に比べてオフセット補正制御ループの遅延時間を短縮できるため、オフセット補正性能が向上することにより、ディフェクト等による光再生波形における振幅方向のオフセットレベルの変動が大きい場合に対して再生限界性能が向上する、という効果が得られる。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the reproduced signal processing device according to the fifteenth aspect, the offset correction means includes offset level information in the amplitude direction from the output signal of the oversampling phase control means. Offset level detecting means for detecting the offset level, offset level smoothing means for smoothing the offset level information in the amplitude direction, and offset by subtracting the output signal of the offset level smoothing means from the multi-bit discrete signal It has an offset level subtracting means for reducing the component.
As a result, the delay time of the offset correction control loop can be shortened compared to the conventional case, and the offset correction performance is improved. The effect that performance improves is acquired.
また、本発明の請求項１７に係る再生信号処理装置は、請求項１６に記載の再生信号処理装置において、前記オフセットレベル検出手段は、請求項６に記載の複数の再生信号保持手段の中の再生信号保持手段Ｂおよび極性反転検出手段のそれぞれの出力信号から、再生信号のセンターレベルの変動情報を検出するセンターレベル変動情報検出手段と、前記複数の再生信号保持手段の出力信号の中の前記チャネルビットクロックの１周期に相当する出力信号から極性情報を累積することにより極性のバランス情報を検出する極性バランス演算手段と、前記センターレベルの変動情報と前記極性のバランス情報とを所定の比率で加算することによりオフセットレベルを検出するオフセット情報融合手段とを有するものである、ことを特徴とするものである。
これにより、従来に比べて時間方向の情報が増加したことにより、振幅方向のオフセットレベル情報の検出精度が向上するため、オフセット補正性能が向上する、という効果が得られる。
The reproduction signal processing device according to claim 17 of the present invention is the reproduction signal processing device according to claim 16, wherein the offset level detection means is a plurality of reproduction signal holding means according to claim 6. Center level fluctuation information detecting means for detecting fluctuation information of the center level of the reproduction signal from the output signals of the reproduction signal holding means B and the polarity inversion detection means, and the output signal of the plurality of reproduction signal holding means Polarity balance calculation means for detecting polarity balance information by accumulating polarity information from an output signal corresponding to one cycle of the channel bit clock, and the center level variation information and the polarity balance information at a predetermined ratio. And an offset information fusion means for detecting an offset level by addition. It is.
As a result, since the information in the time direction is increased as compared with the prior art, the detection accuracy of the offset level information in the amplitude direction is improved, so that the effect of improving the offset correction performance is obtained.
また、本発明の請求項１８に係る再生信号処理装置は、請求項２に記載の再生信号処理装置において、前記ジッタ検出手段は、請求項６に記載の複数の再生信号保持手段の中の再生信号保持手段Ｂおよび極性反転検出手段の出力信号から、ゼロクロス位置における振幅方向の絶対値成分を検出するジッタ要素検出手段と、前記複数の再生信号保持手段の中の再生信号保持手段ＡおよびＣの出力信号から振幅方向の距離を演算するジッタ基準周期検出手段と、前記ジッタ要素検出手段の出力信号を前記ジッタ基準周期検出手段の出力信号により除算を行うことによりジッタ成分を検出する絶対ジッタ成分検出手段とを有するものである、ことを特徴とするものである。
これにより、従来は、ジッタ成分の検出に必要な情報を補間して生成していたため、精度良いジッタ成分の検出ができなかったが、本発明では、必要な情報を直接検出することが可能であるため、ジッタ成分の検出精度が向上する。したがって、サーボ信号処理の学習精度が向上するため、再生波形の品質が安定する、という効果が得られる。
The reproduction signal processing apparatus according to claim 18 of the present invention is the reproduction signal processing apparatus according to
As a result, conventionally, since information necessary for detecting a jitter component has been generated by interpolation, the jitter component cannot be accurately detected. However, in the present invention, the necessary information can be directly detected. Therefore, the detection accuracy of the jitter component is improved. Therefore, since the learning accuracy of servo signal processing is improved, the effect that the quality of the reproduced waveform is stabilized can be obtained.
また、本発明の請求項１９に係る光ディスク装置は、光ディスクを回転させるスピンドルモータと、前記光ディスクから再生信号を読み取る光ピックアップと、該光ピックアップにより読み取られた再生信号を処理する請求項１ないし１８のいずれかに記載の再生信号処理装置と、該再生信号処理装置にて処理された信号を復調し、エラー処理を施すデコード回路と、前記スピンドルモータと前記光ピックアップとを制御するサーボ制御回路と、外部とデータ通信を行うとともに、各機能ブロックを制御するシステムコントローラとを備えた、ことを特徴とするものである。
これにより、光ディスク媒体に記録されたデジタルデータを復調する際に、チャネルビットクロックのＮ倍(Ｎは２の倍数)の周波数のオーバーサンプリングクロックを導入してＰＬＬの遅延時間を短縮することにより再生限界性能が向上可能となる。さらに、線方向の高記録密度再生に有利とされるＰＲＭＬ信号処理方式を適用することにより復調データ品質も従来以上に改善されるだけでなく、ディフェクト等によりバーストエラーが頻繁に発生している場合には、別の２値化出力信号に切り替えることも可能となる汎用性に優れたものが得られるとともに、時間方向の情報が増加するため、ジッタ検出を行う場合はその検出精度が向上し、フォーカスサーボや波形等化の学習の最適化が可能となる光ディスク装置が得られる、効果がある。
According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided an optical disc apparatus according to the nineteenth aspect, wherein a spindle motor for rotating the optical disc, an optical pickup for reading a reproduction signal from the optical disc, and a reproduction signal read by the optical pickup are processed. A reproduction signal processing device according to any one of the above, a decoding circuit that demodulates a signal processed by the reproduction signal processing device and performs error processing, a servo control circuit that controls the spindle motor and the optical pickup, And a system controller for performing data communication with the outside and controlling each functional block.
As a result, when demodulating digital data recorded on an optical disk medium, reproduction is performed by reducing the delay time of the PLL by introducing an oversampling clock having a frequency N times the channel bit clock (N is a multiple of 2). The limit performance can be improved. Furthermore, when the PRML signal processing method, which is advantageous for high recording density reproduction in the linear direction, is applied, not only the demodulated data quality is improved more than before, but also burst errors frequently occur due to defects etc. Can be switched to another binarized output signal and has excellent versatility, and the information in the time direction increases, so when performing jitter detection, the detection accuracy is improved, There is an effect that an optical disk apparatus capable of optimizing learning of focus servo and waveform equalization can be obtained.
本発明によれば、オーバーサンプリング効果により、ＰＬＬのループ遅延時間の短縮が可能であるとともに、位相誤差情報の検出精度が向上するため、チルト、雑音、アシンメトリ、及び、ディフェクト等に対して再生限界性能が向上する。また、線方向の高密度記録再生に有効なＰＲＭＬ信号処理方式により復調された復調２値化信号と、ディフェクト等によりバースト状のエラーが発生する場合に安定した再生が可能なレベル判別２値化手段により復調された復調２値化信号を、再生状態に応じて使い分けることにより、プレイアビリティの向上を図ることが可能となる。さらに、システムの最適化の指標となるジッタ検出精度も向上するため、装置のバラツキ等に依存しない安定した再生性能が実現可能である。 According to the present invention, the loop delay time of the PLL can be shortened by the oversampling effect, and the detection accuracy of the phase error information is improved, so that the reproduction limit for tilt, noise, asymmetry, defect, and the like is achieved. Performance is improved. In addition, a demodulated binary signal demodulated by a PRML signal processing system effective for high-density recording / reproduction in the line direction, and a level discrimination binarization capable of stable reproduction when a burst-like error occurs due to a defect or the like It is possible to improve playability by properly using the demodulated binary signal demodulated by the means according to the reproduction state. Furthermore, since the accuracy of jitter detection, which is an index for system optimization, is improved, it is possible to realize stable reproduction performance that does not depend on variations in the apparatus.
（実施の形態１）
この実施の形態１は、光ディスクを再生する際に、チャネルビット信号とチャネルビットクロックとをＰＬＬで同期させてチャネルからの再生信号を得、これをＰＲＭＬ信号処理手段のビタビ復号器で復号することで２値化出力を得るものにおいて、再生クロックとしてチャネルビット信号に同期したオーバーサンプリングクロックを用いることにより、位相誤差を短時間の内に検出でき、ＰＬＬの位相同期引き込み性能を向上できるとともに、ＰＲＭＬ信号処理手段からの２値化出力と、ＰＬＬを構成する位相比較器の出力のレベル判別による２値化出力との２種類の２値化出力を、サンプリング方式を切り替えることなく、常時並行して得られるようにしたものである。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, when reproducing an optical disk, a channel bit signal and a channel bit clock are synchronized with a PLL to obtain a reproduction signal from the channel, and this is decoded by a Viterbi decoder of the PRML signal processing means. By using an oversampling clock synchronized with the channel bit signal as a reproduction clock, the phase error can be detected within a short time, and the PLL phase synchronization pull-in performance can be improved. Two types of binarized outputs, the binarized output from the signal processing means and the binarized output based on the level discrimination of the output of the phase comparator constituting the PLL, are always in parallel without switching the sampling method. It is intended to be obtained.
以下、図１ないし図１６を用いて本発明の実際の形態１による再生信号処理装置およびこれを有する光ディスク装置としてのオーバーサンプリング型光記録再生装置について説明する。
A reproduction signal processing apparatus according to an
この再生信号処理装置は本発明の請求項１ないし請求項１８に、オーバーサンプリング型光記録再生装置は請求項１９に、それぞれ対応するものであり、ＰＬＬ(Phase Locked Loop)の性能の向上と、線方向の高密度記録再生に有利なＰＲＭＬ(Partial Response Maximum Likelihood)信号処理、及び、ディフェクト等が発生した場合に有利となるレベル判別処理を同時かつ高精度に実現可能としたものである。
The reproduction signal processing device corresponds to
図１は本発明の実施の形態１による再生信号処理装置２００を示し、プリアンプ３，波形等化手段４，アナログ・デジタルコンバータ（アナログ・デジタル変換手段）５，オフセット補正手段７，オーバーサンプリング位相制御手段８，動作周期変換手段９，位相同期制御手段１０，クロック発振手段１１，クロック分周手段１３，位相決定手段１５，ＰＲＭＬ信号処理手段１７，レベル判別２値化手段１８，ジッタ検出手段２２から構成される。
FIG. 1 shows a reproduction
ＰＲＭＬ信号処理手段（第一の復調手段）１７およびレベル判別２値化手段（第二の復調手段）１８はデジタルデータ復調手段１９を構成し、再生信号処理装置２００からプリアンプ３、波形等化手段４、デジタルデータ復調手段１９およびジッタ検出手段２２を除いた部分がＰＬＬ１００を構成する。また、ＰＬＬ１００からクロック発振手段１１を除いた部分がオーバーサンプリング位相同期手段１０２を構成する。オーバーサンプリング位相同期手段１０２内のオーバーサンプリング位相制御手段８および動作周期変換手段９は位相比較器（Phase Comparator；以下、ＰＣと称す）１０１を構成する。
The PRML signal processing means (first demodulating means) 17 and the level discriminating binarizing means (second demodulating means) 18 constitute a digital data demodulating means 19 from the reproduction
図１において、光ディスク媒体（情報記録媒体）１から光ピックアップ等の光再生手段（情報再生手段）２により光ディスク再生信号７３を生成する。光再生手段２で生成された光ディスク再生信号７３は、隣接する記録符号のパターンに応じて線方向の記録密度が高いほど、高周波成分において、再生信号の振幅減衰が顕著になり、光ディスク再生信号が有するジッタ成分の劣化につながる。そこで、再生信号処理装置２００に入力された光ディスク再生信号７３は、プリアンプ３で出力振幅を強調した後、波形等化手段４で高域を強調するような補正を施すことにより、光ディスク再生信号における高周波成分の振幅を増幅させてジッタの改善を図る。ここで、波形等化手段４は、ブースト量とカットオフ周波数とを任意に設定できるフィルタで構成される。このフィルタは、例えば、図２の実線で示すような周波数特性を有する高次等リップルフィルタ等であってもよい。この図において、点線で示した特性は、高域のブーストを行わない場合の波形等化手段４の周波数特性である。
In FIG. 1, an optical disk reproduction signal 73 is generated from an optical disk medium (information recording medium) 1 by an optical reproduction means (information reproduction means) 2 such as an optical pickup. In the optical disk reproduction signal 73 generated by the optical reproduction means 2, the amplitude attenuation of the reproduction signal becomes more significant in the high frequency component as the recording density in the linear direction increases according to the pattern of the adjacent recording code. This leads to deterioration of the jitter component. Therefore, the optical disk reproduction signal 73 input to the reproduction
次に、波形等化手段４の出力信号は、オーバーサンプリングクロック１２をタイミング基準としてアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタルコンバータ５により、多ビットのデジタル信号(多ビットの離散信号；以下、再生デジタル信号と称す)６に変換される。ここで、オーバーサンプリングクロック１２は、クロック発振手段１１により生成される。即ち、オーバーサンプリングクロック１２は、再生デジタル信号６を元に、光ディスク媒体に書き込まれているデジタルデータの１チャネルビットに相当する信号を再生した時のチャネルビットクロックのＮ倍(Ｎはオーバーサンプリング比であり、２の倍数)の周波数に同期したクロックとして生成される。
Next, the output signal of the waveform equalizing means 4 is converted into a multi-bit digital signal (a multi-bit discrete signal; hereinafter) by an analog /
このクロック発振手段１１は、例えば、その発振周波数を制御する信号として多ビットのデジタル信号が入力される構成であり、その制御用デジタル信号を電圧に変換するデジタル・アナログコンバータを備えるとともに、このデジタル・アナログコンバータにより変換された電圧値により発振周波数を可変することができるＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator；電圧制御型発振器）を備えたようなものでも良い。また、光ディスク媒体１に記録された記録符号のビットレートに同期したクロックを生成するために、クロック分周手段１３により、オーバーサンプリングクロック１２を１／Ｎの周波数に分周して、チャネルビットクロック１４を生成する。
The clock oscillation means 11 is configured, for example, to receive a multi-bit digital signal as a signal for controlling the oscillation frequency, and includes a digital / analog converter for converting the control digital signal into a voltage. A thing provided with VCO (Voltage Controlled Oscillator) which can vary an oscillation frequency by the voltage value converted by the analog converter may be used. Further, in order to generate a clock synchronized with the bit rate of the recording code recorded on the
以下、一例としてオーバーサンプリング比ＮがＮ＝４の場合について説明する。
オーバーサンプリング比Ｎが４の場合、アナログ・デジタルコンバータ５により変換された再生デジタル信号６は、記録されているデジタルデータの１チャネルビットに対して、位相方向に４倍のサンプリング信号を有している。そこで、再生デジタル信号６において、どの位相のサンプリング信号が、デジタルデータ復調に必要な信号であるかを、一意に確定する必要がある。そこで、位相決定手段１５により、チャネルビットクロック１４とオーバーサンプリングクロック１２との位相関係を一意に確定する位相基準信号１６を生成する。
Hereinafter, a case where the oversampling ratio N is N = 4 will be described as an example.
When the oversampling ratio N is 4, the reproduced digital signal 6 converted by the analog /
図３に、位相基準信号１６を生成する位相決定手段１５の構成を示す。この位相決定手段１５は、エッジ生成手段２４と、基準フラグ発生手段２８と、基準フラグ遅延手段３２とで構成されている。なお、図３で説明する回路構成は基本的な一例にすぎず、位相基準信号１６を生成する上では、この回路構成を応用したものであっても良い。
FIG. 3 shows the configuration of the
まず、エッジ生成手段２４において、入力信号をチャネルビットクロック１４に同期して１クロック分遅延して出力するシフトレジスタＢ２５（図３中では、Ｚ-1で示す）と、このシフトレジスタＢ２５の出力信号を反転させてシフトレジスタＢ２５にクロックとして入力するインバータ２６(図３中では、ＩＮＶで示す)により、周期信号２７を生成する。この周期信号２７は図３に示すようにチャネルビットクロックを２分周したものである。 First, in the edge generation means 24, a shift register B25 (denoted by Z- 1 in FIG. 3) that outputs an input signal delayed by one clock in synchronization with the channel bit clock 14, and an output of the shift register B25 A periodic signal 27 is generated by an inverter 26 (indicated as INV in FIG. 3) which inverts the signal and inputs it as a clock to the shift register B25. This periodic signal 27 is obtained by dividing the channel bit clock by two as shown in FIG.
次に、基準フラグ発生手段２８において、周期信号２７を、オーバーサンプリングクロック１２に同期して１クロック分遅延して出力するシフトレジスタＡ２９Ａと、このシフトレジスタＡ２９Ａの出力信号と周期信号２７とを比較して、これらが一致する場合は出力が“０”となり、不一致の場合は“１”となるようなエクスクルシーブ・オア回路(図３中ではＥＸＯＲと記す)３０により、基準フラグ３１を生成する。この基準フラグ３１は、基準フラグ遅延手段３２において、シフトレジスタＡ２９Ｂ、及び、シフトレジスタＡ２９Ｃの２段で構成されるシフトレジスタにより遅延処理が施され、オーバーサンプリングクロック１２とチャネルビットクロック１４との間のデータ乗り換え時間が最小になるようなタイミングで位相基準信号１６が出力される。
Next, in the reference flag generating means 28, the periodic signal 27 is output after being delayed by one clock in synchronization with the oversampling clock 12, and the output signal of the shift register A29A and the periodic signal 27 are compared. Then, a reference flag 31 is generated by an exclusive OR circuit (indicated as EXOR in FIG. 3) 30 that outputs “0” when they match, and “1” when they do not match. To do. The reference flag 31 is delayed in the reference flag delay means 32 by a shift register composed of two stages of the
次に、オーバーサンプリングクロック１２でサンプリングされた再生デジタル信号６を、オフセット補正手段７に入力することにより、再生デジタル信号６の波形の中心を求め、再生デジタル信号６に含まれる振幅方向のオフセット成分を補正する。オフセット補正手段７の詳細な動作については後述する。 Next, the reproduction digital signal 6 sampled by the oversampling clock 12 is input to the offset correction means 7 to obtain the center of the waveform of the reproduction digital signal 6, and the offset component in the amplitude direction included in the reproduction digital signal 6. Correct. The detailed operation of the offset correction means 7 will be described later.
一方、デジタルデータの復調を実現するためには、再生デジタル信号６から、それに含まれるクロック成分の周波数の位相と同期したオーバーサンプリングクロック１２と、チャネルビットクロック１４とを生成することが必要である。これを実現するためには、オフセット補正手段７の出力信号から正確に位相誤差情報を抽出して、その位相誤差情報を平滑化等のフィルタリング処理により位相制御信号に変換して、その位相誤差情報が零に近づくようにクロック発振手段１１を制御するＰＬＬ(Phase Locked Loop)を構成する必要がある。 On the other hand, in order to realize demodulation of digital data, it is necessary to generate an oversampling clock 12 and a channel bit clock 14 synchronized with the phase of the frequency of the clock component included in the reproduced digital signal 6. . In order to realize this, the phase error information is accurately extracted from the output signal of the offset correction means 7, and the phase error information is converted into a phase control signal by a filtering process such as smoothing. It is necessary to configure a PLL (Phase Locked Loop) that controls the clock oscillating means 11 so as to approach zero.
このＰＬＬ（位相同期ループ）１００は、光ディスク媒体１に記録されたデジタル信号のチャネルビットクロックとその４倍の周波数を有するオーバーサンプリングクロックとを位相同期させるものであり、アナログ・デジタルコンバータ５→オフセット補正手段７→オーバーサンプリング位相制御手段８→動作周期変換手段９→位相同期制御手段１０→クロック発振手段１１→アナログ・デジタルコンバータ５をメインの制御ループとするもので、オーバーサンプリング位相制御手段８→動作周期変換手段９→位相同期制御手段１０→クロック発振手段１１→クロック分周手段１３→位相決定手段１５→オーバーサンプリング位相制御手段８をサブの制御ループとするものである。なお、位相同期制御手段１０はその内部にローパスフィルタ（平滑化フィルタ）を有している。
This PLL (phase-locked loop) 100 synchronizes the phase of a channel bit clock of a digital signal recorded on the
まず、このＰＬＬ１００のオーバーサンプリング位相制御手段８により、オフセット補正手段７の出力信号から、オーバーサンプリングクロック１２に同期したタイミングで、図４における、サンプリング信号“○”のうち、“Ａ０”と“Ｂ０”、及び、“Ｄ０”と“Ｅ０”で現れる極性の変化位置を示すゼロクロス位置情報と、サンプリング信号“●”のうち、“Ａ２”、及び、“Ｄ２”に相当する位相誤差情報を抽出する基準情報を検出した後、位相基準信号１６のタイミングでそれらの情報を再生保持出力Ａ，Ｂ，Ｃのように保持する。
First, the oversampling phase control means 8 of the
ここで、ＰＲＭＬ信号処理手段１７、レベル判別２値化手段１８、位相同期制御手段１０が処理を行う際にオーバーサンプリングクロックでは意味をなさないため、これらオーバーサンプリング位相制御手段８内部で保持された信号を動作周期変換手段９により、オーバーサンプリングクロックに同期した信号からチャネルビットクロック１４に同期した信号に変換する。この変換は４分周を行ったことに相当する。この変換された信号、もしくは、オーバーサンプリング位相制御手段８の出力信号をもとにして、位相同期制御手段１０により、位相誤差情報を抽出した後、フィルタリング処理を施して、クロック発振手段１１を制御するための位相同期制御用の位相制御信号を生成する。この位相制御信号をもとに、クロック発振手段１１から再生デジタル信号６に同期したオーバーサンプリングクロック１２がアナログ・デジタルコンバータ５に供給されることにより、位相同期引き込みが可能となるＰＬＬ１００が構成される。
Here, since the PRML signal processing means 17, the level discrimination binarization means 18, and the phase synchronization control means 10 do not make sense with the oversampling clock, they are held inside these oversampling phase control means 8. The operation cycle conversion means 9 converts the signal from a signal synchronized with the oversampling clock into a signal synchronized with the channel bit clock 14. This conversion is equivalent to dividing by four. Based on the converted signal or the output signal of the oversampling phase control means 8, the phase synchronization control means 10 extracts phase error information, and then performs a filtering process to control the clock oscillation means 11. A phase control signal for phase synchronization control is generated. Based on this phase control signal, an oversampling clock 12 synchronized with the reproduced digital signal 6 is supplied from the clock oscillating means 11 to the analog-to-
図５に、オーバーサンプリング位相制御手段８の構成を示す。なお、図５で説明する回路構成は一例であり、装置を実現する際には、この回路構成を応用したものであっても良い。 FIG. 5 shows the configuration of the oversampling phase control means 8. Note that the circuit configuration illustrated in FIG. 5 is an example, and when the device is realized, the circuit configuration may be applied.
このオーバーサンプリング位相制御手段８においては、オーバーサンプリングクロック１２に同期したタイミングで、オフセット補正手段７の出力信号を、再生信号遅延手段Ｃ３３，再生信号遅延手段３４，再生信号遅延手段Ｂ３５，再生信号遅延手段３６，再生信号遅延手段Ａ３７の順で互いに直列接続された遅延手段３３ないし３７により、それぞれ１クロック毎に順次遅延させて保持する。再生信号遅延手段Ｃ３３，再生信号遅延手段Ｂ３５，再生信号遅延手段Ａ３７の信号は、例えば、図４に示すようなオフセット補正手段７の出力信号の各種遅延信号として表される。
In this oversampling phase control means 8, the output signal of the offset correction means 7 is regenerated as a reproduction signal delay means
そして、位相決定手段１５の出力信号である位相基準信号１６のタイミングで、再生信号遅延手段Ｃ３３の出力信号を再生信号保持手段Ｃ３８に保持して再生信号保持出力Ｃを生成する。同様に、再生信号遅延手段Ｂ３５の出力信号を再生信号保持手段Ｂ３９に保持して再生信号保持出力Ｂを生成し、再生信号遅延手段Ａ３７の出力信号を再生信号保持手段Ａ４０に保持して再生信号保持出力Ａを生成する。再生信号保持出力Ｃと再生信号保持出力Ｂと再生信号保持出力Ａとは、図４に示すように、チャネルビットクロック１４と同じ周期で変化する信号である。再生信号保持出力Ｃは、“Ａ０”，“Ｂ０”，“Ｃ０”，“Ｄ０”，“Ｅ０”の位相“０”の信号である“○”のサンプリング信号を保持し、再生信号保持出力Ｂは、“Ａ２”，“Ｂ２”，“Ｃ２”，“Ｄ２”，“Ｅ２”の位相“π”の信号である“●”のサンプリング信号を保持し、再生信号保持出力Ａは、再生信号保持出力Ｃの１チャネルビットクロック分遅延した信号を保持することになる。“□”は、位相が“π／２”と“３π／２”の位置の信号である。
Then, at the timing of the phase reference signal 16 that is the output signal of the
この関係から、デジタルデータを復調する場合には、再生信号保持出力ＡおよびＣは、バースト状のエラー要因になるディフェクト等が存在する場合に有利な、任意のレベルで２値化判別を行うレベル判別方式に適しており、再生信号保持出力Ｂは、線方向の高密度記録再生に有利なＰＲＭＬ信号処理方式に適している。しかもオーバーサンプリングを行うことにより、これら再生信号保持出力Ａおよび再生信号保持出力Ｂは、同じオーバーサンプリングクロックによりサンプリングした信号として得られるため、サンプリング方式を切り替えることなくＰＲＭＬ信号処理方式による２値化信号とレベル判別方式による２値化信号とを同時に得ることが可能となる。 From this relationship, when demodulating digital data, the reproduction signal holding outputs A and C are levels for performing binarization determination at an arbitrary level, which is advantageous when there is a defect that causes a burst-like error. The reproduction signal holding output B is suitable for a discrimination method, and is suitable for a PRML signal processing method that is advantageous for high-density recording / reproduction in the linear direction. Moreover, by performing oversampling, the reproduced signal holding output A and the reproduced signal holding output B are obtained as signals sampled by the same oversampling clock, so that the binarized signal by the PRML signal processing method can be obtained without switching the sampling method. And a binarized signal by the level discrimination method can be obtained simultaneously.
次に、図５の極性反転検出手段４１により、再生信号遅延手段Ａ３７の出力の極性信号と再生信号遅延手段Ｃ３３の出力の極性信号とを比較して、これらの極性が異なる場合に、ゼロクロス位置であることを示すフラグを出力する。このフラグは、図４における“Ａ０”と“Ｂ０”の極性反転と、“Ｄ０”と“Ｅ０”の極性反転を検出する。この方法以外にも、“Ａ１”と“Ａ３”、“Ｄ１”と“Ｄ３”により極性反転を検出する等の方式もあるが、雑音耐性やアシンメトリ特性を考慮してその検出方式を選ぶと良い。このフラグを位相基準信号１６のタイミングで、極性反転情報保持手段４２により保持してゼロクロス位置情報Ａを生成する。ゼロクロス位置情報Ａは、図４に示すように、チャネルビットクロック１４と同じ周期で変化する信号である。 Next, the polarity reversal detection means 41 in FIG. 5 compares the polarity signal output from the reproduction signal delay means A37 with the polarity signal output from the reproduction signal delay means C33, and when these polarities are different, the zero cross position is detected. A flag indicating that is output. This flag detects polarity inversion of “A0” and “B0” and polarity inversion of “D0” and “E0” in FIG. In addition to this method, there is a method of detecting polarity inversion by “A1” and “A3”, “D1” and “D3”, but it is preferable to select the detection method in consideration of noise tolerance and asymmetry characteristics. . This flag is held by the polarity inversion information holding means 42 at the timing of the phase reference signal 16 to generate zero cross position information A. The zero-cross position information A is a signal that changes in the same cycle as the channel bit clock 14, as shown in FIG.
なお、４倍オーバーサンプリングシステムである場合、再生信号保持出力Ａと再生信号保持出力Ｃの周期は、チャネルビットクロック１４の１周期である２π(πは円周率)に相当する分離れている。そして、再生信号保持出力Ｂは、再生信号保持出力Ａと再生信号保持出力Ｃとのそれぞれから位相πだけ離れた中間に位置している再生信号を反映しており、この再生信号保持出力Ｂが、位相誤差情報を検出する際の基準信号になる。この構成を適用することにより、再生デジタル信号６の情報を損なわずに、短時間にかつ最大精度で、位相誤差情報を抽出することが可能になる。 In the case of a 4-times oversampling system, the period of the reproduction signal holding output A and the reproduction signal holding output C is separated corresponding to 2π (π is the circumference) which is one period of the channel bit clock 14. . The reproduction signal holding output B reflects the reproduction signal positioned in the middle of the reproduction signal holding output A and the reproduction signal holding output C by a phase π. This is a reference signal for detecting phase error information. By applying this configuration, it is possible to extract phase error information in a short time and with maximum accuracy without losing information of the reproduced digital signal 6.
図６に、動作周期変換手段９の構成を示す。この動作周期変換手段９によりオーバーサンプリングした周波数を元のチャネルビット周波数と同じ周波数に戻す。これは動作周期変換手段９の後段のＰＲＭＬ信号処理手段１７およびレベル判別２値化手段１８では、元のチャネルビット周波数でないと、フィルタリングおよび２値化判別を行う意味がないからである。なお、図６で説明する回路構成は一例であり、装置を実現する際には、この回路構成を応用したものであっても良い。 FIG. 6 shows the configuration of the operation cycle conversion means 9. The frequency oversampled by this operation cycle conversion means 9 is returned to the same frequency as the original channel bit frequency. This is because the PRML signal processing means 17 and the level discrimination binarization means 18 subsequent to the operation cycle conversion means 9 have no meaning to perform filtering and binarization discrimination unless the channel bit frequency is the original. Note that the circuit configuration illustrated in FIG. 6 is an example, and when the device is realized, the circuit configuration may be applied.
この動作周期変換手段９においては、入力信号をチャネルビットクロック１４に同期したタイミングで動作する信号に変換するシフトレジスタ４３Ａにより、図５に示したオーバーサンプリング位相制御手段８の出力信号であるゼロクロス位置情報Ａを、ゼロクロス位置変換出力に変換する。即ち、シフトレジスタ４３Ａはチャネルビットクロック１４の立ち上がりエッジが入力される度にシフトレジスタ４３Ａへの入力（ゼロクロス位置情報Ａ）を出力信号（ゼロクロス位置変換出力）として出力し、次にチャネルビットクロック１４の立ち上がりエッジが入力されるまで出力信号を保持することで、チャネルビットクロック１４に同期したゼロクロス位置変換出力を得ることが出来る。同様に、再生信号保持出力Ａをシフトレジスタ４３Ｂにより再生信号変換出力Ａ（第二のデジタルデータ）に、再生信号保持出力Ｂをシフトレジスタ４３Ｃにより再生信号変換出力Ｂ（第一のデジタルデータ）に、再生信号保持出力Ｃをシフトレジスタ４３Ｄにより再生信号変換出力Ｃ（第三のデジタルデータ）に、それぞれ変換する。そして、ＰＲＭＬ信号処理手段１７はこの再生信号変換出力Ｂに対し復調動作を行い、レベル判別２値化手段１８は再生信号変換出力Ａあるいは再生信号変換出力Ｃに対し復調動作を行う。
In this operation cycle conversion means 9, the zero cross position which is the output signal of the oversampling phase control means 8 shown in FIG. 5 is obtained by a
以上のような、図３から図６に示した構成を適用すると、オーバーサンプリングクロック１２に同期して変化する信号を、チャネルビットクロック１４に同期して変化する信号に変換する場合に、無駄な時間が無くなり、また、オーバーサンプリングクロックを必要とする箇所のみにオーバーサンプリングクロックを供給するようにしたので、回路の高速化に伴う回路面積の増大を最小限に抑えることができ、最も変換効率の良いシステムを構成することが可能となる。また、位相同期制御手段１０に関して言えば、チャネルビットクロックに同期して動作するので、内部の平滑化フィルタや、次段のクロック発振手段の構成が容易になる。 When the configuration shown in FIGS. 3 to 6 as described above is applied, it is useless when converting a signal that changes in synchronization with the oversampling clock 12 into a signal that changes in synchronization with the channel bit clock 14. Since the time is lost and the oversampling clock is supplied only to the places where the oversampling clock is required, the increase in the circuit area accompanying the increase in the circuit speed can be minimized, and the conversion efficiency is maximized. A good system can be configured. As for the phase synchronization control means 10, since it operates in synchronization with the channel bit clock, the internal smoothing filter and the clock oscillation means at the next stage can be easily configured.
図７に、位相同期制御手段１０の構成を示す。なお、図７で説明する回路構成はその一例であり、装置を実現する際には、この回路構成を応用したものであっても良い。 FIG. 7 shows the configuration of the phase synchronization control means 10. Note that the circuit configuration illustrated in FIG. 7 is an example, and the circuit configuration may be applied when the device is realized.
位相同期制御手段１０は、チャネルビットクロック１４に同期したタイミングで動作するものであり、この位相同期制御手段１０においては、位相誤差情報検出手段４４における切り替え手段４５により、図６に示した動作周期変換手段９の出力信号である再生信号変換出力Ｃの極性が“正”である場合には、図７（ａ）に示すように、再生信号変換出力Ｂの極性を反転させるための極性反転手段４６から出力される信号を選択し、再生信号変換出力Ｃの極性が“負”である場合には、再生信号変換出力Ｂそのものを選択する。この再生信号変換出力Ｂは、図７（ｂ）の黒丸“●”で示される。 The phase synchronization control means 10 operates at a timing synchronized with the channel bit clock 14. In this phase synchronization control means 10, the operation period shown in FIG. 6 is performed by the switching means 45 in the phase error information detection means 44. When the polarity of the reproduction signal conversion output C, which is the output signal of the conversion means 9, is “positive”, the polarity inversion means for inverting the polarity of the reproduction signal conversion output B as shown in FIG. When the signal output from 46 is selected and the polarity of the reproduction signal conversion output C is “negative”, the reproduction signal conversion output B itself is selected. This reproduction signal conversion output B is indicated by a black circle “●” in FIG.
次に、位相誤差情報検出手段４４におけるマスク処理手段４７により、ゼロクロス位置変換出力で、ゼロクロス位置、即ち極性が反転したと判断され、光再生波形の立ち上がりエッジか立ち下がりエッジかに該当する場合のみに、切り替え手段４５の出力信号を位相誤差情報として出力する。得られた位相誤差情報は、図７（ｂ）中の、“Ｐ１”，“Ｐ２”，“Ｐ３”，“Ｐ４”，“Ｐ５”で示される。ここでは、立ち下がりエッジに該当する“Ｐ２”および“Ｐ４”において、切り替え手段４５により、極性反転手段４６の出力信号を選択している。
Next, only when the
位相同期制御手段１０は、こうして検出された位相誤差情報を用いて、ループフィルタ４８によりフィルタ処理を施して、位相制御信号を生成するものである。
The phase synchronization control means 10 performs a filtering process by the
ここで、ループフィルタ４８は、図８に示すようなアクティブフィルタの構成のものでも良い。このループフィルタ４８においては、ゲイン調整手段４９Ａとゲイン調整手段４９Ｂとに位相誤差情報を入力して、それぞれ比例項側と積分項側のゲインを調整する。その後、ゲイン調整手段４９Ｂの出力信号を積分手段５０に入力して、積分処理を行う。この積分手段５０とゲイン調整手段４９Ａの出力信号とを、ミックス手段５１により加算する。最後に、ミックス手段５１の出力信号をゲイン調整手段４９Ｃにより、位相制御信号を生成するような構成のものである。
Here, the
なお、位相同期制御手段１０は、図９に示すような構成のものでも良い。以下、この回路の動作を説明するが、この回路は一例であり、この構成に限るものではない。 The phase synchronization control means 10 may be configured as shown in FIG. The operation of this circuit will be described below, but this circuit is an example, and the present invention is not limited to this configuration.
この位相同期制御手段１０は、オーバーサンプリング位相制御手段８の出力信号をもとに、ゼロクロス位置検出手段５２によりゼロクロス位置情報を検出し、位相誤差情報検出手段４４により、ゼロクロス位置情報とオーバーサンプリング位相制御手段８の出力信号とをもとに位相誤差情報を検出する。次に、検出された位相誤差情報を用いて、ループフィルタ４８によりフィルタ処理を施して、位相制御信号を生成するものである。
The phase synchronization control means 10 detects zero-cross position information by the zero-cross position detection means 52 based on the output signal of the over-sampling phase control means 8, and the zero-cross position information and the over-sampling phase by the phase error information detection means 44. Phase error information is detected based on the output signal of the control means 8. Next, using the detected phase error information, the
一方、動作周期変換手段９の出力信号をもとに、意図的に付加した符号間干渉を利用して最も確からしいデータ系列を推定する手段であるＰＲＭＬ(Partial Response Maximum Likelihood)信号処理手段１７と、出力信号が有する符号バランスがとれるセンターレベルで２値化して復調を行うレベル判別２値化手段１８を同時に併せ持つデジタルデータ復調手段１９により、光ディスク媒体に記録されたデジタル信号を復調する。ＰＲＭＬ信号処理手段１７は、復調２値化信号Ａ２０を、レベル判別２値化手段１８は、復調２値化信号Ｂ２１を同時に出力する。このため、例えば光ディスクにスクラッチやブラックドット等の傷が付いた領域では、傷に対して強い復調２値化信号Ｂ２１を、それ以外の領域では復調２値化信号Ａ２０を使用する等、使用状況に応じてリアルタイムで２種類の復調２値化信号を使い分けることが可能となり、高品質の２値化判別出力を得る等が可能となる。 On the other hand, PRML (Partial Response Maximum Likelihood) signal processing means 17 which is means for estimating the most probable data sequence using intentionally added intersymbol interference based on the output signal of the operation cycle conversion means 9; The digital signal recorded on the optical disk medium is demodulated by the digital data demodulating means 19 having the level discrimination binarizing means 18 that performs binarization and demodulation at the center level where the code balance of the output signal is balanced. The PRML signal processing means 17 outputs the demodulated binarized signal A20, and the level discrimination binarizing means 18 outputs the demodulated binarized signal B21 simultaneously. For this reason, for example, the demodulated binary signal B21 which is strong against scratches is used in an area where the optical disk is scratched, such as scratches or black dots, and the demodulated binary signal A20 is used in other areas. Accordingly, it is possible to properly use two types of demodulated binary signals in real time, and to obtain a high-quality binarized discrimination output.
より詳細には、PRML信号処理は、高次パーシャルレスポンス特性を用いた場合には、その離散信号は図１８の下段に示すように複数レベルにデジタル等化され、これら複数レベルの推移状態から尤も確からしい系列を選択して復調を行う最尤復調が行われる。このように、意図的に波形間干渉を生じさせるパーシャルレスポンス特性に等化を行ったうえで信号の判別を行うため、信号品質が悪化してＳＮ比が低い再生信号や波形間干渉が生じるチルト劣化に対して高性能な復調を行うことが出来る。しかしながら、この複数のレベル分布が傷などによって生じる振幅変動によって正確に判定することが不可能な状態が続くと、誤った系列を選択して復調誤りを生じるという性質がある。一方、レベル判別は図１８の中段に示す離散信号に対して、正負の極性を判定して復調するものであるから、ＰＲＭＬ信号処理と比べて線方向の波形間干渉に対する復調性能は劣るが、振幅変動の影響を受けにくいという性質がある。従って、傷などによる再生信号の異常を検出する手段を設けてＰＲＭＬ信号処理とレベル判別を切り替えることで復調性能を向上することが可能になるというものである。 More specifically, in the case of PRML signal processing, when a high-order partial response characteristic is used, the discrete signal is digitally equalized to a plurality of levels as shown in the lower part of FIG. Maximum likelihood demodulation is performed in which a reliable sequence is selected and demodulated. In this way, the signal is discriminated after performing equalization on the partial response characteristics that intentionally cause inter-waveform interference, so that the signal quality deteriorates and a reproduced signal with a low S / N ratio or an inter-waveform interference tilt occurs. High-performance demodulation can be performed against deterioration. However, if a state in which the plurality of level distributions cannot be accurately determined due to amplitude fluctuations caused by scratches or the like continues, there is a property that an erroneous sequence is selected and a demodulation error occurs. On the other hand, since the level discrimination is to demodulate the discrete signal shown in the middle of FIG. 18 by determining the positive / negative polarity, the demodulation performance for inter-waveform interference in the linear direction is inferior to that of the PRML signal processing. It has the property of being less susceptible to amplitude fluctuations. Therefore, it is possible to improve the demodulation performance by providing means for detecting an abnormality of the reproduction signal due to a scratch or the like and switching between PRML signal processing and level discrimination.
これは、例えば、デジタルデータ復調手段１９を図１０に示すような構成にすることで実現可能である。図１０において、復調データ切替手段１９Ａは再生信号の状態あるいは後段の誤り訂正結果などの情報から、ＰＲＭＬ信号処理手段１７の出力する復調データかレベル判別２値化手段１８の出力する復調データのいずれを選択する信号を選択手段１９Ｂに出力するものである。この後段の誤り訂正結果としては、例えば後述する図１５に示すデコード回路２０２からの出力信号２１２を使用できる。
This can be realized, for example, by configuring the digital data demodulating means 19 as shown in FIG. In FIG. 10, the demodulated data switching means 19A determines either the demodulated data output from the PRML signal processing means 17 or the demodulated data output from the level discrimination binarizing means 18 from information such as the state of the reproduced signal or the error correction result in the subsequent stage. Is output to the selection means 19B. As the error correction result at the subsequent stage, for example, an
次に復調データ切替手段１９Ａにおける切替条件について説明する。復調データ切替手段１９Ａはアナログ・デジタルコンバータ５の出力信号のピークレベルとボトムレベルのレベル差を比較し、レベル差が所定の値よりも大きい場合には傷、汚れやアシンメトリによる振幅変動が発生していると判断して、選択手段１９Ｂがレベル判別２値化手段１８が出力する復調データを選択するように指示する。または、アナログ・デジタルコンバータ５のピークレベルとボトムレベルをそれぞれ監視し、例えば後段のデコード回路（図１５参照）にてロングマークであると判定された区間にピークレベルあるいはボトムレベルに変動が発生した場合には、高速記録などによって光ディスク媒体におけるピット形成が不十分であると判断して、選択手段１９Ｂがレベル判別２値化手段１８が出力する復調データを選択するように指示する。または、選択手段１９ＢがＰＲＭＬ信号処理手段１７が出力する復調データを選択している時に、後段のデコード回路において記録符号デコードにてデコードエラーがバースト状に発生した場合には、振幅変動が生じたと判断して、選択手段１９Ｂがレベル判別２値化手段１８が出力する復調データを選択するように指示する。あるいは、後段のデコード回路における記録符号デコードにてデコードエラーが所定の回数を超えた場合や、誤り訂正が所定の回数以上行われた場合に、現在選択している復調データではない他方の復調データを選択するように指示する。
Next, switching conditions in the demodulated data switching means 19A will be described. The demodulated data switching means 19A compares the level difference between the peak level and the bottom level of the output signal of the analog /
一方、レベル判別２値化手段１８は、次に示すような構成のものでも良い。即ち、動作周期変換手段９（ＰＬＬ１００を構成するＰＣ１０１の一部）の再生信号変換出力Ｃに対し、これが正の場合に“０”を、負の場合に“１”を、復調２値化信号Ｂ２１として出力するものである。その際、復調２値化信号Ａ２０の復調タイミングに合わせるために、復調２値化信号Ｂ２１をシフトレジスタにより遅延させると効果的である。これにより、どのタイミングで切り替えても、復調データの連続性が損なわれないため、復調２値化信号Ａ２０と復調２値化信号Ｂ２１とを切り替えて再生する場合に復調データの損失が発生しなくなる。また、レベル判別２値化手段１８は動作周期変換手段９の再生信号変換出力Ａに対し、これが正の場合に“０”を、負の場合に“１”を、復調２値化信号Ｂ２１として出力するように構成してもよい。 On the other hand, the level discrimination binarization means 18 may be configured as follows. That is, with respect to the reproduction signal conversion output C of the operation cycle conversion means 9 (a part of the PC 101 constituting the PLL 100), “0” is obtained when it is positive, “1” is obtained when it is negative, and the demodulated binary signal. This is output as B21. At that time, in order to match the demodulation timing of the demodulated binarized signal A20, it is effective to delay the demodulated binarized signal B21 by a shift register. As a result, the continuity of the demodulated data is not impaired at any timing, so that no loss of demodulated data occurs when the demodulated binary signal A20 and the demodulated binary signal B21 are switched and reproduced. . Further, the level discrimination binarization means 18 sets “0” as the demodulated binarized signal B21 when the reproduction signal conversion output A of the operation cycle conversion means 9 is positive and “1” when it is negative. You may comprise so that it may output.
上述したデジタルデータ復調手段１９により、従来はＰＲＭＬ信号処理手段を復調手段として選択した場合には、サンプリング方式を切り替えなければレベル判別２値化手段１８による精度良い復調データの生成が出来なかったのに対し、本発明では、オーバーサンプリングを行ったことにより、それぞれの手段に必要な信号が同時にサンプリングされており、最大精度で同時に出力が得られるため、光ディスク媒体の種類、スピード、再生方式に依存せずに、システムを構築し運用することができる。特に、線方向の高密度記録再生に有効なＰＲＭＬ信号処理方式により復調された復調２値化信号Ａ２０と、ディフェクト等によりバースト状のエラーが発生する場合に安定した再生が可能なレベル判別２値化手段１８により復調された復調２値化信号Ｂ２１とを、再生状態に応じてリアルタイムで使い分けることにより、各種のディスクに対する再生能力、いわゆるプレイアビリティの向上を図ることが可能となる。 Conventionally, when the digital data demodulating means 19 selects the PRML signal processing means as the demodulating means, the demodulated data cannot be accurately generated by the level discrimination binarizing means 18 unless the sampling method is switched. On the other hand, in the present invention, since the oversampling is performed, the signals necessary for the respective means are simultaneously sampled, and the output can be obtained at the same time with the maximum accuracy. Therefore, it depends on the type, speed, and reproducing method of the optical disk medium. Without having to build and operate the system. In particular, the demodulated binary signal A20 demodulated by the PRML signal processing method effective for high-density recording / reproduction in the line direction, and the level discrimination binary capable of stable reproduction when a burst-like error occurs due to a defect or the like. By using the demodulated binarized signal B21 demodulated by the converting means 18 in real time according to the reproduction state, it becomes possible to improve the reproduction capability for various disks, so-called playability.
また、本システムでは、図１に示すジッタ検出手段２２により、高精度なジッタ情報２３を抽出することが可能となる。以下では、図１１を用いて、高精度なジッタ検出の原理について説明する。
Further, in this system, it is possible to extract highly
まず、動作周期変換手段９の出力信号である再生信号変換出力Ａと再生信号変換出力Ｂと再生信号変換出力Ｃ、及び、ゼロクロス位置変換出力を入力信号として用いて、ゼロクロス位置変換出力により再生信号変換出力Ｂがゼロクロス位置と判別された場合に、再生信号変換出力Ｃと再生変換出力Ａの差分の絶対値を計算する。この結果、図１０に示す瞬時傾き成分が計算される。これは、光再生信号のセンターレベル近傍が線形性を有している場合に、時間方向に射影すると、チャネルビット周期に相当する。この時の、再生信号変換出力Ｂのゼロレベルからの振幅方向の距離の絶対値を瞬時振幅ジッタ情報とした場合に、この信号を時間方向に射影すると、瞬時時間ジッタ情報に相当することになる。これより、以下の関係が導き出される。なお、記号“｜ ｜”は、絶対値を表す。 First, the reproduction signal conversion output A, the reproduction signal conversion output B, the reproduction signal conversion output C, and the zero cross position conversion output, which are output signals of the operation cycle conversion means 9, are used as input signals, and the reproduction signal is generated by the zero cross position conversion output. When the conversion output B is determined to be the zero cross position, the absolute value of the difference between the reproduction signal conversion output C and the reproduction conversion output A is calculated. As a result, the instantaneous inclination component shown in FIG. 10 is calculated. This corresponds to a channel bit period when projected in the time direction when the vicinity of the center level of the optical reproduction signal has linearity. When the absolute value of the distance in the amplitude direction from the zero level of the reproduction signal conversion output B at this time is used as the instantaneous amplitude jitter information, if this signal is projected in the time direction, it corresponds to the instantaneous time jitter information. . This leads to the following relationship: The symbol “||” represents an absolute value.
｜瞬時時間ジッタ情報｜／｜チャネルビット周期｜
＝｜瞬時振幅ジッタ情報｜／｜瞬時傾き成分｜
| Instantaneous time jitter information | / | Channel bit period |
= | Instantaneous amplitude jitter information | / | Instantaneous slope component |
したがって、ゼロクロス位置でのジッタ情報は、以下の関係から、計算することが可能となる。
｜再生信号変換出力Ｂ｜／｜(再生信号変換出力Ｃ)−(再生信号変換出力Ａ)｜
Therefore, the jitter information at the zero-cross position can be calculated from the following relationship.
| Reproduction signal conversion output B | / | (Reproduction signal conversion output C) − (Reproduction signal conversion output A) |
ここで抽出されたゼロクロス毎のジッタ情報に、平滑化処理を施すことにより、高精度なジッタ情報を抽出することが可能となる。 It is possible to extract highly accurate jitter information by performing a smoothing process on the extracted jitter information for each zero cross.
従って、この図１のジッタ検出手段２２は、例えば図１２に示すように、図５の再生信号保持手段Ｂ３９の出力信号と極性反転情報保持手段４２の出力信号とから、ゼロクロス位置における振幅方向の絶対値成分を検出するジッタ要素検出手段２２Ａと、再生信号保持手段Ａ４０の出力信号と再生信号保持手段Ｃ３８の出力信号とから振幅方向の距離を演算するジッタ基準周期検出手段２２Ｂと、前記ジッタ要素検出手段２２Ａの出力信号を前記ジッタ基準周期検出手段２２Ｂの出力信号により除算を行うことによりジッタ成分を検出する絶対ジッタ成分検出手段２２Ｃとを有するものとして構成してもよい。 Therefore, the jitter detection means 22 of FIG. 1 is arranged in the amplitude direction at the zero cross position from the output signal of the reproduction signal holding means B39 and the output signal of the polarity inversion information holding means 42 of FIG. Jitter element detection means 22A for detecting an absolute value component, jitter reference period detection means 22B for calculating the distance in the amplitude direction from the output signal of the reproduction signal holding means A40 and the output signal of the reproduction signal holding means C38, and the jitter element You may comprise as absolute jitter component detection means 22C which detects a jitter component by dividing the output signal of detection means 22A by the output signal of said jitter reference period detection means 22B.
また、前述した、オフセット補正手段７は、図１３に示すような構成のものでも良い。以下、この回路の動作を説明するが、この回路は一例であり、この回路に限られるものではない。 Further, the offset correction means 7 described above may be configured as shown in FIG. Hereinafter, the operation of this circuit will be described. However, this circuit is an example and is not limited to this circuit.
このオフセット補正手段７においては、動作周期変換手段９の出力信号からオフセットレベル検出手段５６により、振幅方向のオフセットレベル情報を検出し、オフセットレベル平滑化手段５７により、振幅方向のオフセットレベル情報を平滑化する。次に、減算手段５８により、再生デジタル信号６から平滑化された振幅方向のオフセットレベル情報を減算して、再生デジタル信号６に含まれる振幅方向のオフセット成分を低減するものである。
In this offset correction means 7, offset level information in the amplitude direction is detected from the output signal of the operation cycle conversion means 9 by the offset level detection means 56, and the offset level information in the amplitude direction is smoothed by the offset level smoothing means 57. Turn into. Next, the subtracting
ここで、オフセットレベル検出手段５６は、図１４に示すようなものでも良い。この回路の動作を説明するが、この回路は一例であり、この回路に限るものではない。
Here, the offset
オフセットレベル検出手段５６においては、センターレベル変動情報検出手段５９により、図６に示したゼロクロス位置変換出力がゼロクロス位置と判断した場合の、再生信号変換出力Ｂをセンターレベルの変動情報として出力し、極性バランス演算手段６０により、再生信号変換出力Ａと再生信号変換出力Ｃの極性が正の場合は“１”を、負の場合は、“−１”を加算して、これらの情報を累積する。このとき、累積信号は、オフセット補正手段７の出力信号の符号的な極性のバランスを表す情報となるため、その情報をもとに符号的なセンターレベルとのオフセット情報も抽出できる。次に、オフセット情報融合手段６１により、これらセンターレベル変動情報と符号的な極性バランス情報を任意の比率で加算して、オフセットレベル情報を生成するものである。ここで、極性バランス演算手段６０は、精度を向上させるために、１周期のチャネルビットクロック１４において、オーバーサンプリングクロック１２に同期したタイミングで得られる再生信号保持手段の極性を累積しても良い。 In the offset level detection means 56, the center level fluctuation information detection means 59 outputs the reproduction signal conversion output B when the zero cross position conversion output shown in FIG. 6 is the zero cross position as the center level fluctuation information, The polarity balance calculation means 60 adds “1” when the polarity of the reproduction signal conversion output A and the reproduction signal conversion output C is positive, and adds “−1” when the polarity is negative, and accumulates these pieces of information. . At this time, since the accumulated signal becomes information indicating the balance of the sign polarity of the output signal of the offset correction means 7, the offset information with the sign center level can also be extracted based on the information. Next, the offset information merging means 61 adds the center level variation information and the code polarity balance information at an arbitrary ratio to generate offset level information. Here, the polarity balance calculation means 60 may accumulate the polarity of the reproduction signal holding means obtained at the timing synchronized with the oversampling clock 12 in the channel bit clock 14 of one cycle in order to improve accuracy.
このように、図１ないし図１４に示された構成を有する再生信号処理装置は、チャネルビット周波数と同期したオーバーサンプリングクロックを基準とした多ビットの離散信号を用いてＰＬＬを構成したので、ＰＲＭＬ信号処理手段の構成が簡単になるとともに、制御ループの遅延時間の増大を抑えることができ、位相同期引き込み性能の劣化を抑えることが可能である。このため、ＰＲＭＬ信号処理方式の有効性を発揮でき、信号品質が元々良くない光ディスクを再生する場合やチルト劣化に対しても安定した再生が可能となる。また、オーバーサンプリングクロックの供給先を必要な箇所のみにとどめているため、回路規模および消費電力の増大を抑えることができる。
また、ディスクの線方向の高密度記録再生に有効なＰＲＭＬ信号処理方式とディフェクト等により発生するバーストエラーに対しても安定した再生が可能なレベル判別方式の信号とが同時に得られるため、ディスクの状態を検出して最適な再生方式に瞬時に切り替えることが可能となる。
さらに、オーバーサンプリングクロックを用いたことで時間方向の情報が増加し、ジッタの検出精度を向上できる。
As described above, since the reproduction signal processing apparatus having the configuration shown in FIGS. 1 to 14 uses the multi-bit discrete signal based on the oversampling clock synchronized with the channel bit frequency, the PLL is configured. It is possible to simplify the configuration of the signal processing means, suppress an increase in the delay time of the control loop, and suppress deterioration in the phase lock-in performance. For this reason, the effectiveness of the PRML signal processing method can be exhibited, and stable reproduction can be performed even when reproducing an optical disk with originally poor signal quality or against tilt deterioration. In addition, since the supply destination of the oversampling clock is limited to only necessary portions, an increase in circuit scale and power consumption can be suppressed.
In addition, since a PRML signal processing system effective for high-density recording / reproduction in the linear direction of the disk and a signal of a level discrimination system capable of stable reproduction against a burst error caused by a defect or the like can be obtained at the same time. It is possible to detect the state and instantly switch to the optimum playback method.
Furthermore, the use of the oversampling clock increases the information in the time direction, and the jitter detection accuracy can be improved.
図１５はこの再生信号処理装置２００を有するオーバーサンプリング型光記録再生装置の構成を示し、図において、光ピックアップ２０１（図１の光再生手段２に相当）から入力された光ディスク再生信号２１０（図１の７３に相当）は再生信号処理装置２００に入力される。再生信号処理装置２００は図１に示す構成を有し、２値化データ２１１（図１の２０および２１に相当）を出力する。デコード回路２０２はこの２値化データ２１１を復調し、光ディスク１に記録されたデータ２１３を取り出すとともに、デコード情報およびエラー訂正情報２１２を再生信号処理装置２００に出力する。システムコントローラ２０３はパソコン等の外部装置と通信およびデータの受け渡しを行うとともに各ブロックの制御を行うものであり、デコード回路２０２により復調された、光ディスクに記録された信号２１３を外部装置に出力するとともに、外部装置から光ディスクに書き込むべき信号を受け取る。また、制御信号２０８により再生信号処理装置２００，デコード回路２０２およびサーボ制御回路２０４を制御する。再生信号処理装置２００はこの制御信号２０８によりＰＲＭＬ信号処理方式およびレベル判別方式のいずれかの復調を行う。また、サーボ制御回路２０４は制御信号２０８に応じて光ピックアップ２０１および光ディスクを回転させるスピンドルモータ２０５のサーボ制御を行う。
FIG. 15 shows the configuration of an oversampling type optical recording / reproducing apparatus having this reproduced
このように、図１５のオーバーサンプリング型光記録再生装置では、その再生信号処理装置２００として、図１ないし図１４に示された構成を有するものを用いるようにしたので、再生信号処理装置２００の回路規模および消費電力が小さく、高品位な再生信号が得られるとともに、その再生信号としてＰＲＭＬ信号処理方式とレベル判別方式の２種類が同時に得られるため、システムコントローラの制御に応じて最適な再生信号を選択できる。また、時間方向の情報量が増加するため、ジッタの検出精度が高く、フォーカスサーボや波形劣化におけるカットオフ周波数やブースト量の学習が最適な値に収束しないのを抑えることができ、再生性能の劣化を抑えることが可能である。
As described above, in the oversampling optical recording / reproducing apparatus of FIG. 15, the reproduction
このように、本実施の形態１によれば、光ディスク媒体に記録されたデジタルデータを復調する際に、チャネルビットクロックのＮ倍(Ｎは２の倍数)の周波数のオーバーサンプリングクロックを導入してアナログデジタル変換を行うようにしたので、ＰＬＬの遅延時間を短縮でき、光ディスク媒体の記録面に対する垂直軸とレーザー光の進入軸の角度で定義されるチルトによる再生波形の品質劣化や、信号雑音比が悪い条件での再生、再生波形の上下が非対称となるアシンメトリ、及び、ディスク表面の傷、汚れ、指紋等のディフェクトに依存する局所的な再生特性の劣化に対して、はじめに位相同期引き込み制御が破綻するのを防止することができ、ＰＲＭＬ信号処理方式の有効性を十分に発揮でき、再生限界性能が向上可能となる。 As described above, according to the first embodiment, when demodulating digital data recorded on an optical disc medium, an oversampling clock having a frequency N times the channel bit clock (N is a multiple of 2) is introduced. Since analog-to-digital conversion is performed, the delay time of the PLL can be shortened, and the quality of the reproduced waveform is deteriorated due to the tilt defined by the angle between the vertical axis with respect to the recording surface of the optical disk medium and the incident axis of the laser beam, and the signal to noise ratio Phase synchronization pull-in control is first applied to playback under poor conditions, asymmetry in which the top and bottom of the playback waveform are asymmetric, and local playback characteristics deterioration that depends on defects such as scratches, dirt, and fingerprints on the disk surface. The failure can be prevented, the effectiveness of the PRML signal processing method can be fully exhibited, and the reproduction limit performance can be improved.
また、線方向の高記録密度再生に有利とされるＰＲＭＬ信号処理方式を適用することにより、復調データ品質も従来以上に改善されるだけでなく、オーバーサンプリングによりＰＬＬを構成する位相比較器の出力をレベル判別するレベル判別方式を実行するのに必要な信号も同時に得られているので、ディフェクト等によりバーストエラーが頻繁に発生している場合には、ＰＬＬを構成する位相比較器の出力をレベル判別するレベル判別方式の出力信号にリアルタイムで切り替えることも可能となり、汎用性に優れた再生信号処理装置、ならびにこれを搭載した光ディスク記録再生装置が得られる。 Also, by applying a PRML signal processing method that is advantageous for high recording density reproduction in the linear direction, not only the demodulated data quality is improved more than before, but also the output of the phase comparator constituting the PLL by oversampling. Since the signal necessary to execute the level discrimination method for level discrimination is also obtained at the same time, if burst errors frequently occur due to defects etc., the output of the phase comparator constituting the PLL is leveled. It is also possible to switch in real time to the output signal of the level discriminating method to discriminate, and it is possible to obtain a reproduction signal processing device excellent in versatility and an optical disc recording / reproducing device equipped with the same.
また、オーバーサンプリングクロックが必要な箇所のみにオーバーサンプリングクロックを使用し、それ以外の箇所では動作周期変換手段により変換した低速のクロックを用いるようにしているので、クロックの高速化による回路規模の増大を最小限に抑えることができる。
さらに、時間方向の情報が増加するため、ジッタの検出精度が向上し、フォーカスサーボや波形等化の学習の最適化も可能となる。
In addition, the oversampling clock is used only in places where an oversampling clock is required, and the low-speed clock converted by the operation cycle conversion means is used in other places. Can be minimized.
Furthermore, since information in the time direction increases, jitter detection accuracy is improved, and learning of focus servo and waveform equalization learning can be optimized.
なお、上記実施の形態１では、光ディスク記録再生装置に適用したものを示したが、再生専用の光ディスク装置や、磁気ディスク装置等の再生系に用いてもよい。
また、ＰＲＭＬ信号処理方式とレベル判別方式とにより２種類の２値化信号を得るようにしたが、レベル判別方式以外の方式により２値化信号を得るようにしてもよい。
また、オフセット補正手段７をＰＬＬ１００に含む場合を例に説明したが、図１６に示すようにオフセット補正手段をＰＬＬ内に持たず、アナログ・デジタルコンバータ５の出力信号を直接オーバーサンプリング位相制御手段８に入力するようにしても実現可能である。このとき、オフセット補正手段はアナログ・デジタルコンバータ５によってサンプリングされる前のアナログ信号に対してオフセットを補正するものであっても良い。
In the first embodiment, the present invention is applied to an optical disk recording / reproducing apparatus. However, the present invention may be applied to a reproducing system such as a reproduction-only optical disk apparatus or a magnetic disk apparatus.
In addition, although two types of binarized signals are obtained by the PRML signal processing method and the level discrimination method, the binarized signals may be obtained by a method other than the level discrimination method.
Further, the case where the offset correction means 7 is included in the
また、図７（ａ）に示すように、位相同期制御手段１０にゼロクロス位置検出手段を内蔵するのではなく、ゼロクロス位置検出手段に相当する極性判定検出手段および極性反転情報保持手段をオーバーサンプリング位相制御手段８内に設けたものを示したが、これらは他の回路ブロック内に設けてもよく、位相同期制御手段１０の内部に設けてもよい。
また、ゼロクロス位置検出手段は極性判定検出手段および極性反転情報保持手段以外の手段により実現してもよい。
Further, as shown in FIG. 7A, the phase synchronization control means 10 does not include the zero cross position detection means, but the polarity determination detection means and the polarity inversion information holding means corresponding to the zero cross position detection means are oversampling phase. Although what was provided in the control means 8 was shown, these may be provided in another circuit block and may be provided in the phase synchronization control means 10.
Further, the zero cross position detection means may be realized by means other than the polarity determination detection means and the polarity inversion information holding means.
以上のように、本発明に係る再生信号処理装置および光ディスク装置は、再生クロックとしてチャネルビット信号に同期したオーバーサンプリングクロックを用いることによりＰＬＬの遅延時間を短縮でき、線方向の高記録密度再生に有利とされるＰＲＭＬ信号処理方式の出力信号が従来以上に改善されるだけでなく、ＰＲＭＬ信号処理方式とレベル判別方式とによる２種類の２値化信号を常時得ることがでるようにしたものであり、必要に応じてこれらを切り替えて使用可能であり、光ディスク装置のプレイアビリティの向上を図るうえで有用である。 As described above, the reproduction signal processing apparatus and the optical disk apparatus according to the present invention can shorten the delay time of the PLL by using the oversampling clock synchronized with the channel bit signal as the reproduction clock, and can achieve high recording density reproduction in the line direction. The output signal of the advantageous PRML signal processing system is not only improved more than before, but also two types of binarized signals by the PRML signal processing system and the level discrimination system can always be obtained. These can be switched and used as necessary, which is useful for improving the playability of the optical disc apparatus.
１ 光ディスク媒体
２ 光再生手段
３ プリアンプ
４ 波形等化手段
５ アナログ・デジタルコンバータ
６ 再生デジタル信号
７ オフセット補正手段
８ オーバーサンプリング位相制御手段
９ 動作周期変換手段
１０ 位相同期制御手段
１１ クロック発振手段
１２ オーバーサンプリングクロック
１３ クロック分周手段
１４ チャネルビットクロック
１５ 位相決定手段
１６ 位相基準信号
１７ ＰＲＭＬ信号処理手段
１８ レベル判別２値化手段
１９ デジタルデータ復調手段
２０ 復調２値化信号Ａ
２１ 復調２値化信号Ｂ
２２ ジッタ検出手段
２３ ジッタ情報
２４ エッジ検出手段
２５ シフトレジスタＢ
２６ インバータ
２７ 周期信号
２８ 基準フラグ発生手段
２９Ａ〜２９Ｃ シフトレジスタＡ
３０ エクスクルーシブ・オア(ＥＸＯＲ)
３１ 基準フラグ
３２ 基準フラグ遅延手段
３３ 再生信号遅延手段Ｃ
３４ 再生信号遅延手段
３５ 再生信号遅延手段Ｂ
３６ 再生信号遅延手段
３７ 再生信号遅延手段Ａ
３８ 再生信号保持手段Ｃ
３９ 再生信号保持手段Ｂ
４０ 再生信号保持手段Ａ
４１ 極性反転検出手段
４２ 極性反転情報保持手段
４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ シフトレジスタ
４４ 位相誤差検出手段
４５ 切り替え手段
４６ 極性反転手段
４７ マスク処理手段
４８ ループフィルタ
４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃ ゲイン調整手段
５０ 積分手段
５１ ミックス手段
５２ ゼロクロス位置検出手段
５６ オフセットレベル検出手段
５７ オフセットレベル平滑化手段
５８ 減算手段
５９ センターレベル変動情報検出手段
６０ 極性バランス演算手段
６１ オフセット情報融合手段
６２ ＶＣＯ
１００ ＰＬＬ
１０１ ＰＣ
２００ 再生信号処理装置
２０１ 光ピックアップ
２０２ デコード回路
２０３ システムコントローラ
２０４ サーボ制御回路
２０５ スピンドルモータ
DESCRIPTION OF
21 Demodulated binary signal B
22 Jitter detection means 23 Jitter information 24 Edge detection means 25 Shift register B
26 Inverter 27 Periodic signal 28 Reference flag generating means 29A to 29C Shift register A
30 Exclusive OR (EXOR)
31 reference flag 32 reference flag delay means 33 reproduction signal delay means C
34 reproduction signal delay means 35 reproduction signal delay means B
36 Reproduction signal delay means 37 Reproduction signal delay means A
38 Reproduction signal holding means C
39 Reproduction signal holding means B
40 Reproduction signal holding means A
41 polarity inversion detection means 42 polarity inversion information holding means 43A, 43B, 43C, 43D shift register 44 phase error detection means 45 switching means 46 polarity inversion means 47 mask processing means 48
100 PLL
101 PC
200 reproduction
Claims (19)
前記第一のデジタルデータを復調する第一の復調手段、および前記第二のデジタルデータあるいは前記第三のデジタルデータを復調する第二の復調手段を有するデジタルデータ復調手段とを備えた、
ことを特徴とする再生信号処理装置。 The reproduction waveform obtained by reading out the digital signal recorded on the information recording medium by the information reproducing means is over synchronized with the frequency corresponding to N times the frequency of the channel bit clock of the digital signal (N is a multiple of 2 or more). Oversampling phase synchronization that converts a multi-bit discrete signal with a sampling clock and generates first, second, and third digital data having different phases synchronized with the frequency of the channel bit clock from the multi-bit discrete signal Means,
A first demodulator for demodulating the first digital data; and a digital data demodulator having a second demodulator for demodulating the second digital data or the third digital data.
A reproduction signal processing apparatus.
前記第一，第二，第三のデジタルデータを用いて前記再生波形のジッタ成分を検出するジッタ検出手段とを備えた、
ことを特徴とする再生信号処理装置。 The reproduction waveform obtained by reading out the digital signal recorded on the information recording medium by the information reproducing means is over synchronized with the frequency corresponding to N times the frequency of the channel bit clock of the digital signal (N is a multiple of 2 or more). Oversampling phase synchronization that converts a multi-bit discrete signal with a sampling clock and generates first, second, and third digital data having different phases synchronized with the frequency of the channel bit clock from the multi-bit discrete signal Means,
Jitter detection means for detecting a jitter component of the reproduced waveform using the first, second and third digital data,
A reproduction signal processing apparatus.
前記オーバーサンプリング位相同期手段は、
前記再生波形を前記オーバーサンプリングクロックで前記多ビットの離散信号に変換するアナログ・デジタル変換手段と、
前記オーバーサンプリングクロックをＮ分周することによりチャネルビットクロックを生成するクロック分周手段と、
前記チャネルビットクロックと前記オーバーサンプリングクロックとの位相関係を一意に確定させるための位相決定手段と、
該位相決定手段の出力信号に基づき前記アナログ・デジタル変換手段の出力信号を復調前処理信号および制御信号に変換するためのオーバーサンプリング位相制御手段と、
前記オーバーサンプリングクロックに同期して出力される前記オーバーサンプリング位相制御手段から出力される出力信号を、前記チャネルビットクロックに同期して動作する信号に変換する動作周期変換手段と、
前記チャネルビットクロックに同期して動作し、前記動作周期変換手段の出力から位相誤差情報を検出して、該位相誤差情報が零に近づくように、クロック発振手段で生成される該オーバーサンプリングクロックを変調する位相同期制御手段とを備えた、
ことを特徴とする再生信号処理装置。 The reproduction signal processing apparatus according to claim 1 or 2,
The oversampling phase synchronization means includes
Analog-to-digital conversion means for converting the reproduced waveform into the multi-bit discrete signal with the oversampling clock;
Clock dividing means for generating a channel bit clock by dividing the oversampling clock by N;
Phase determining means for uniquely determining the phase relationship between the channel bit clock and the oversampling clock;
Oversampling phase control means for converting the output signal of the analog / digital conversion means into a pre-demodulation processing signal and a control signal based on the output signal of the phase determination means;
An operation period converting means for converting an output signal output from the oversampling phase control means that is output in synchronization with the oversampling clock into a signal that operates in synchronization with the channel bit clock;
The oversampling clock generated by the clock oscillating means is operated so as to operate in synchronization with the channel bit clock, detect phase error information from the output of the operation period conversion means, and approach the phase error information to zero. A phase synchronization control means for modulating,
A reproduction signal processing apparatus.
前記位相決定手段は、
前記チャネルビットクロックの立ち上がりエッジか立ち下がりエッジのいずれかを検出するために必要な信号を生成するエッジ生成手段と、
前記オーバーサンプリングクロックに同期したタイミングで該エッジ生成手段により出力された信号に対して基準フラグを生成する基準フラグ発生手段と、
該基準フラグを該オーバーサンプリングクロックの任意のクロック分だけ遅延させて、前記チャネルビットクロックと前記オーバーサンプリングクロックとの位相関係を一意に確定するための位相基準信号を生成する基準フラグ遅延手段とを有するものである、
ことを特徴とする再生信号処理装置。 The reproduction signal processing apparatus according to claim 3,
The phase determining means includes
Edge generating means for generating a signal necessary for detecting either a rising edge or a falling edge of the channel bit clock;
Reference flag generating means for generating a reference flag for a signal output by the edge generating means at a timing synchronized with the oversampling clock;
Reference flag delay means for delaying the reference flag by an arbitrary clock of the oversampling clock and generating a phase reference signal for uniquely determining the phase relationship between the channel bit clock and the oversampling clock; Have
A reproduction signal processing apparatus.
前記オーバーサンプリング位相制御手段は、
前記オーバーサンプリングクロックに同期したタイミングで、前記アナログ・デジタル変換手段の出力信号を、１クロック毎に遅延させて保持する複数の再生信号遅延手段と、
該複数の再生信号遅延手段の出力信号を、前記位相決定手段により生成される位相基準信号のタイミングで保持する複数の再生信号保持手段と、
該複数の再生信号遅延手段の出力信号における所定の２つの出力信号に関して、極性が反転するか否かを判断する極性反転検出手段と、
該極性反転検出手段の出力信号を該位相基準信号のタイミングで保持する極性反転情報保持手段とを有するものである、
ことを特徴とする再生信号処理装置。 The reproduction signal processing apparatus according to claim 3,
The oversampling phase control means includes
A plurality of reproduction signal delay means for delaying and holding the output signal of the analog-digital conversion means at a timing synchronized with the oversampling clock;
A plurality of reproduction signal holding means for holding the output signals of the plurality of reproduction signal delay means at the timing of the phase reference signal generated by the phase determination means;
Polarity inversion detection means for determining whether or not the polarity is inverted with respect to two predetermined output signals in the output signals of the plurality of reproduction signal delay means;
Polarity inversion information holding means for holding the output signal of the polarity inversion detection means at the timing of the phase reference signal.
A reproduction signal processing apparatus.
前記複数の再生信号遅延手段は、
周期が２π（πは円周率）で表される前記チャネルビットクロックの基準位相から所定の位相量だけ離れた位相に位置する再生信号を出力する再生信号遅延手段Ａ、該再生信号遅延手段Ａから２πだけ離れた位相に位置する再生信号を出力する再生信号遅延手段Ｃ、前記再生信号遅延手段Ａおよび前記再生信号遅延手段Ｃの中間であり該再生信号遅延手段Ａからπだけ離れた位相に位置する再生信号を出力する再生信号遅延手段Ｂを有するものであり、
前記複数の再生信号保持手段は、
前記再生信号遅延手段Ａ，Ｂ，Ｃの出力信号を、前記位相基準信号のタイミングでそれぞれ保持する再生信号保持手段Ａ，Ｂ，Ｃを有するものであり、
前記極性反転検出手段は、
前記複数の再生信号遅延手段の中の再生信号遅延手段ＡおよびＣの出力信号に基づき、極性が反転するか否かを判断するものであり、
前記オーバーサンプリング位相制御手段の出力から位相誤差情報を検出するための基本信号は、
前記再生信号保持手段Ｂにより出力される、
ことを特徴とする再生信号処理装置。 The reproduction signal processing apparatus according to claim 5, wherein
The plurality of reproduction signal delay means include
Reproduction signal delay means A for outputting a reproduction signal positioned at a phase separated by a predetermined amount of phase from the reference phase of the channel bit clock whose period is represented by 2π (π is a pi), and the reproduction signal delay means A The reproduction signal delay means C for outputting a reproduction signal positioned at a phase 2π away from the reproduction signal delay means C, the reproduction signal delay means A, and the reproduction signal delay means C are intermediate between the reproduction signal delay means A and a phase separated by π. A reproduction signal delay means B for outputting a reproduction signal positioned;
The plurality of reproduction signal holding means include
Reproduction signal holding means A, B, C for holding the output signals of the reproduction signal delay means A, B, C at the timing of the phase reference signal, respectively,
The polarity inversion detection means includes
Based on the output signals of the reproduction signal delay means A and C among the plurality of reproduction signal delay means, it is determined whether or not the polarity is inverted,
The basic signal for detecting phase error information from the output of the oversampling phase control means is:
Output by the reproduction signal holding means B;
A reproduction signal processing apparatus.
前記再生信号遅延手段Ａは、前記複数の再生信号遅延手段のなかで、周期が２π（πは円周率）で表される前記チャネルビットクロックの位相零に相当する再生信号を出力するものであり、
前記再生信号遅延手段Ｃは、前記複数の再生信号遅延手段のなかで、該チャネルビットクロックの位相２πに相当する再生信号を出力するものであり、
前記再生信号遅延手段Ｂは、前記複数の再生信号遅延手段のなかで、該チャネルビットクロックの位相πに相当する再生信号を出力するものである、
ことを特徴とする再生信号処理装置。 The reproduction signal processing apparatus according to claim 6, wherein
The reproduction signal delay means A outputs a reproduction signal corresponding to a phase zero of the channel bit clock whose period is expressed by 2π (π is the circumference) among the plurality of reproduction signal delay means. Yes,
The reproduction signal delay means C outputs a reproduction signal corresponding to the phase 2π of the channel bit clock among the plurality of reproduction signal delay means,
The reproduction signal delay means B outputs a reproduction signal corresponding to the phase π of the channel bit clock among the plurality of reproduction signal delay means.
A reproduction signal processing apparatus.
前記位相同期制御手段は、
前記オーバーサンプリング位相制御手段の出力信号のゼロクロス位置情報を検出するゼロクロス位置検出手段と、
該ゼロクロス位置情報と前記オーバーサンプリング位相制御手段の出力信号との位相誤差情報を検出するための位相誤差情報検出手段と、
該位相誤差情報を平滑化するためのループフィルタとを有し、
前記オーバーサンプリングクロックの周期に同期して動作するものである、
ことを特徴とする再生信号処理装置。 The reproduction signal processing apparatus according to claim 3,
The phase synchronization control means includes
Zero-cross position detecting means for detecting zero-cross position information of the output signal of the oversampling phase control means;
Phase error information detection means for detecting phase error information between the zero-cross position information and the output signal of the oversampling phase control means;
A loop filter for smoothing the phase error information,
It operates in synchronization with the period of the oversampling clock,
A reproduction signal processing apparatus.
前記位相誤差情報検出手段は、
請求項６に記載の極性反転検出手段により、前記複数の再生信号遅延手段の中の再生信号遅延手段ＡおよびＣの出力信号の極性が反転したと判断されるとともに、前記光再生波形の立ち上がりエッジもしくは立ち下がりエッジが検出された場合に、
前記複数の再生信号保持手段の中の再生信号保持手段Ｂの出力信号の極性を制御して位相誤差情報として検出する、
ことを特徴とする再生信号処理装置。 The reproduction signal processing apparatus according to claim 8, wherein
The phase error information detection means includes
The polarity inversion detection means according to claim 6 determines that the polarities of the output signals of the reproduction signal delay means A and C among the plurality of reproduction signal delay means have been inverted, and the rising edge of the optical reproduction waveform Or if a falling edge is detected,
The polarity of the output signal of the reproduction signal holding means B among the plurality of reproduction signal holding means is controlled and detected as phase error information.
A reproduction signal processing apparatus.
前記第一のデジタルデータを復調する第一の復調手段と、
前記第二のデジタルデータあるいは前記第三のデジタルデータを復調する第二の復調手段からなるデジタルデータ復調手段をさらに備えた、ことを特徴とする情報処理装置。 The reproduction signal processing device according to claim 2,
First demodulation means for demodulating the first digital data;
An information processing apparatus, further comprising a digital data demodulating means comprising a second demodulating means for demodulating the second digital data or the third digital data.
前記デジタルデータ復調手段は、
前記第一の復調手段として、前記動作周期変換手段の出力信号に対し、意図的に付加した符号間干渉を利用して最も確からしいデータ系列を推定するＰＲＭＬ(Partial Response Maximum Likelihood)信号処理手段を、
前記第二の復調手段として、前記動作周期変換手段の出力信号が有する符号バランスがとれるセンターレベルに基づき該出力信号を２値化してデジタルデータ復調を行うレベル判別２値化手段をそれぞれ有し、
ともに前記チャネルビットクロックに同期して動作するものである、
ことを特徴とする再生信号処理装置。 The reproduction signal processing device according to claim 1 or 10,
The digital data demodulating means includes
As the first demodulating means, PRML (Partial Response Maximum Likelihood) signal processing means for estimating the most probable data sequence using the intersymbol interference intentionally added to the output signal of the operation period converting means. ,
As the second demodulating means, each has a level discriminating binarizing means for binarizing the output signal based on a center level where the code balance of the output signal of the operation cycle converting means is taken, and performing digital data demodulation,
Both operate in synchronization with the channel bit clock.
A reproduction signal processing apparatus.
前記ＰＲＭＬ信号処理手段は、
請求項６に記載の再生信号保持手段Ｂの出力信号を前記動作周期変換手段により動作周期を変換した信号に対し、データを復調するものである、
ことを特徴とする再生信号処理装置。 The reproduction signal processing apparatus according to claim 11, wherein
The PRML signal processing means includes:
Data is demodulated with respect to a signal obtained by converting the operation cycle of the output signal of the reproduction signal holding unit B according to claim 6 by the operation cycle conversion unit.
A reproduction signal processing apparatus.
前記レベル判別２値化手段は、
請求項６に記載の再生信号保持手段ＡもしくはＣの出力信号のいずれか一方の動作周期を前記動作周期変換手段により変換した２値化前処理信号、に対してデータの復調を行うものである、
ことを特徴とする再生信号処理装置。 The reproduction signal processing apparatus according to claim 11, wherein
The level discrimination binarization means includes:
The data is demodulated with respect to the binarized preprocessed signal obtained by converting the operation cycle of one of the output signals of the reproduction signal holding means A or C according to claim 6 by the operation cycle conversion means. ,
A reproduction signal processing apparatus.
前記デジタルデータ復調手段は、
復調データ切替手段と選択手段とをさらに備え、
前記選択手段は前記復調データ切替手段の選択信号によって、前記第一の復調手段または前記第二の復調手段のいずれかの出力信号を選択して復調データとして出力する、
ことを特徴とする再生信号処理装置。 The reproduction signal processing device according to claim 1 or 10,
The digital data demodulating means includes
Further comprising demodulated data switching means and selection means,
The selection means selects an output signal of the first demodulation means or the second demodulation means according to a selection signal of the demodulation data switching means, and outputs it as demodulation data.
A reproduction signal processing apparatus.
前記オーバーサンプリング位相同期手段は、
前記多ビットの離散信号から振幅方向のオフセット成分を低減して前記オーバーサンプリング位相制御手段へ出力するオフセット補正手段をさらに備えた、
ことを特徴とする再生信号処理装置。 The reproduction signal processing apparatus according to claim 3,
The oversampling phase synchronization means includes
An offset correction means for reducing an offset component in an amplitude direction from the multi-bit discrete signal and outputting the reduced component to the oversampling phase control means;
A reproduction signal processing apparatus.
前記オフセット補正手段は、
前記オーバーサンプリング位相制御手段の出力信号から振幅方向のオフセットレベル情報を検出するオフセットレベル検出手段と、
前記振幅方向のオフセットレベル情報を平滑化するためのオフセットレベル平滑化手段と、
前記多ビットの離散信号から該オフセットレベル平滑化手段の出力信号を減算してオフセット成分を低減するオフセットレベル減算手段とを有するものである、
ことを特徴とする再生信号処理装置。 The reproduction signal processing device according to claim 15, wherein
The offset correction means includes
Offset level detecting means for detecting offset level information in the amplitude direction from the output signal of the oversampling phase control means;
Offset level smoothing means for smoothing the offset level information in the amplitude direction;
Offset level subtracting means for reducing the offset component by subtracting the output signal of the offset level smoothing means from the multi-bit discrete signal,
A reproduction signal processing apparatus.
前記オフセットレベル検出手段は、
請求項６に記載の複数の再生信号保持手段の中の再生信号保持手段Ｂおよび極性反転検出手段のそれぞれの出力信号から、再生信号のセンターレベルの変動情報を検出するセンターレベル変動情報検出手段と、
前記複数の再生信号保持手段の出力信号の中の前記チャネルビットクロックの１周期に相当する出力信号から極性情報を累積することにより極性のバランス情報を検出する極性バランス演算手段と、
前記センターレベルの変動情報と前記極性のバランス情報とを所定の比率で加算することによりオフセットレベルを検出するオフセット情報融合手段とを有するものである、
ことを特徴とする再生信号処理装置。 The reproduction signal processing device according to claim 16, wherein
The offset level detection means includes
A center level fluctuation information detecting means for detecting fluctuation information of the center level of the reproduction signal from output signals of the reproduction signal holding means B and the polarity inversion detection means among the plurality of reproduction signal holding means according to claim 6. ,
Polarity balance calculation means for detecting polarity balance information by accumulating polarity information from an output signal corresponding to one period of the channel bit clock among the output signals of the plurality of reproduction signal holding means;
Offset information fusion means for detecting an offset level by adding the center level variation information and the polarity balance information at a predetermined ratio;
A reproduction signal processing apparatus.
前記ジッタ検出手段は、
請求項６に記載の複数の再生信号保持手段の中の再生信号保持手段Ｂおよび極性反転検出手段の出力信号から、ゼロクロス位置における振幅方向の絶対値成分を検出するジッタ要素検出手段と、
前記複数の再生信号保持手段の中の再生信号保持手段ＡおよびＣの出力信号から振幅方向の距離を演算するジッタ基準周期検出手段と、
前記ジッタ要素検出手段の出力信号を前記ジッタ基準周期検出手段の出力信号により除算を行うことによりジッタ成分を検出する絶対ジッタ成分検出手段とを有するものである、
ことを特徴とする再生信号処理装置。 The reproduction signal processing device according to claim 2,
The jitter detection means includes
Jitter element detection means for detecting an absolute value component in the amplitude direction at the zero cross position from the output signals of the reproduction signal holding means B and the polarity inversion detection means among the plurality of reproduction signal holding means according to claim 6;
Jitter reference period detection means for calculating a distance in the amplitude direction from the output signals of the reproduction signal holding means A and C among the plurality of reproduction signal holding means;
Absolute jitter component detection means for detecting a jitter component by dividing the output signal of the jitter element detection means by the output signal of the jitter reference period detection means,
A reproduction signal processing apparatus.
前記光ディスクから再生信号を読み取る光ピックアップと、
該光ピックアップにより読み取られた再生信号を処理する請求項１ないし１８のいずれかに記載の再生信号処理装置と、
該再生信号処理装置にて処理された信号を復調し、エラー処理を施すデコード回路と、
前記スピンドルモータと前記光ピックアップとを制御するサーボ制御回路と、
外部とデータ通信を行うとともに、各機能ブロックを制御するシステムコントローラとを備えた、
ことを特徴とする光ディスク装置。 A spindle motor that rotates the optical disc;
An optical pickup for reading a reproduction signal from the optical disc;
The reproduction signal processing device according to any one of claims 1 to 18, which processes the reproduction signal read by the optical pickup;
A decoding circuit that demodulates the signal processed by the reproduction signal processing device and performs error processing;
A servo control circuit for controlling the spindle motor and the optical pickup;
In addition to performing data communication with the outside, it has a system controller that controls each functional block.
An optical disc device characterized by the above.
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