JP5468372B2 - 位相誤差検出装置、位相誤差検出方法、集積回路及び光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、再生信号に位相同期したクロックを生成するＰＬＬ（Phase Locked Loop）に適用され、位相誤差を検出する位相誤差検出装置、位相誤差検出方法、集積回路及び光ディスク装置に関するものである。

ＣＤ（Compact Disc）からＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray Disc）へと光ディスクの高密度化が進むにつれ、信号処理方法としてＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）方式等を用いることが一般的になりつつある。２５ＧＢ／層のＢＤではＰＲ（１，２，２，１）ＭＬが用いられ、３３．３ＧＢ／層の密度ではＰＲ（１，２，２，２，１）ＭＬが必要であることが、例えば、非特許文献１に記載されている。

ＰＲ（１，２，２，２，１）では、２Ｔマーク／スペースが連続した部分では、図２５のように信号レベルが０を取り続けることなり、２Ｔ信号部では従来のゼロクロス点を検出する位相誤差検出方法を用いたとしても、信頼性のある位相誤差を抽出することはできない。このような２Ｔ部の位相誤差を無視する一例が、特許文献１に記載されている。より正確に２Ｔ部を除外するためには、精度のよい２値化を行う必要がある。精度のよい２値化方法の例としては、畳み込み符号の持つ繰り返し構造を利用して最尤復号を実行するビタビ復号法等の畳み込み符号の最尤復号法がある。

また、高密度化の一方で、記録・再生の高速化に対する要求も大きい。例えば、ディスク１枚の記録・再生時間を一定にするには、高密度化と共に高速化も必要である。

特開２００６−３４４２９４号公報

図解 ブルーレイディスク読本 オーム社

しかしながら、上記のビタビ復号法等を用いた場合、多くの演算が必要であり、これらの演算を高速に実現するためにはパイプライン処理等を行う必要が発生する。ところが、パイプライン処理を多く用いると、位相誤差がフィードバックされる遅延時間が増加してしまう。そして、このような遅延が増加すると、ＰＬＬが不安定となる恐れが生じる。

そして、従来の位相誤差検出方法において、位相誤差の検出範囲が±１８０度の範囲の場合、周波数誤差が生じているときには検出結果として位相反転が繰り返され、位相同期に時間がかかり、ＰＬＬの安定性をさらに害するという課題を有している。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、周波数誤差が生じているときでも±１８０度を越える位相誤差の検出を可能とし、ＰＬＬの安定性を向上させることができる位相誤差検出装置、位相誤差検出方法、集積回路及び光ディスク装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る位相誤差検出装置は、アナログ入力信号をサンプリングクロックに基づいてＡＤ変換してデジタル再生信号を生成するＡＤ変換部の出力より位相誤差を検出する位相誤差検出装置であって、上記の目的を達成するために、前記ＡＤ変換部の出力より前記位相誤差を生成する位相誤差生成部と、前記位相誤差を補正する位相誤差補正部とを含み、前記位相誤差補正部は、過去の位相誤差により位相誤差検出範囲を決定し、前記位相誤差生成部が生成した位相誤差が位相誤差検出範囲外であった場合に当該位相誤差を補正することを特徴としている。

上記の構成によれば、位相誤差補正部が過去の位相誤差により位相誤差検出範囲を決定する。そして、位相誤差生成部が生成した位相誤差が位相誤差検出範囲外であった場合に当該位相誤差が位相誤差補正部により補正される。これにより、サンプリングクロックとデジタル再生信号との間に周波数誤差が生じているときでも、±１８０度を越える位相誤差の検出を可能とすることができ、位相誤差検出装置をＰＬＬに適用すれば、ＰＬＬの安定性を向上させることができる。すなわち、通常、周波数誤差が生じているとき、小さな位相誤差が検出され、徐々に位相誤差の大きさが大きくなり、位相誤差が１８０度を越えると位相誤差生成部が生成する位相誤差に位相反転が生じる。

つまり、位相誤差が１８０度を越える前後で位相誤差の値は大きく変化する。位相誤差補正部は、過去の位相誤差により位相誤差検出範囲を決定するので、位相誤差が１８０度を越える前までの過去の位相誤差により決定した位相誤差検出範囲に対して、１８０度を越えた後の位相誤差が、位相誤差検出範囲外となるように位相誤差検出範囲を決定するのは容易であり、位相誤差が１８０度を越えた場合に当該位相誤差を位相反転のない値に補正することができる。したがって、従来に比べてより長期間にわたって位相反転の生じない位相誤差を検出でき、より大きな周波数誤差に対しても安定した位相同期を可能とし、ＰＬＬの安定性を従来よりも大幅に向上させることができる。

前記前記位相誤差補正部は、前記位相誤差生成部が生成した位相誤差の符号を反転させることにより当該位相誤差を補正することが好ましい。

この場合、位相誤差生成部が生成した位相誤差の符号を反転させる補正により、位相誤差が１８０度を越えた場合に当該位相誤差を位相反転のない値に補正することができる。したがって、従来に比べてより長期間にわたって位相反転の生じない位相誤差を検出でき、ＰＬＬの安定性を従来よりも大幅に向上させることができる。

前記位相誤差補正部は、前記位相誤差生成部が生成した位相誤差の符号とは極性が反対であり且つ所定の大きさを有する値に位相誤差を補正することが好ましい。

この場合、前記位相誤差生成部が生成した位相誤差の符号とは極性が反対であり且つ所定の大きさを有する値に位相誤差を補正することにより、当該補正処理が簡単になると共に、位相誤差が１８０度を越えた場合に当該位相誤差を位相反転のない値に補正することができる。したがって、従来に比べてより長期間にわたって位相反転の生じない位相誤差を検出でき、ＰＬＬの安定性を従来よりも大幅に向上させることができる。

前記位相誤差補正部は、前記位相誤差生成部が生成した位相誤差に当該位相誤差とは極性が反対であり大きさが３６０度の値を加算した値に位相誤差を補正することが好ましい。

この場合、前記位相誤差生成部が生成した位相誤差とは極性が反対であり大きさが３６０度の値を加算した値に位相誤差を補正することにより、位相誤差が１８０度を越えた場合に当該位相誤差を位相反転のない正確な値に補正することができる。したがって、従来に比べてより長期間にわたって位相反転の生じない位相誤差を検出でき、ＰＬＬの安定性を従来よりも大幅に向上させることができる。

前記位相誤差補正部は、所定数の過去の位相誤差の平均値により、位相誤差検出範囲を決定することが好ましい。

この場合、複数の過去の位相誤差を平均して位相誤差検出範囲を決定することにより、直前の位相誤差のみを対象として位相誤差検出範囲を決定する場合に比べ、より正確な範囲設定をすることができる。

前記位相誤差補正部は、３点以上の過去の位相誤差から求めた近似直線に従い、位相誤差検出範囲の中心を決定することが好ましい。

この場合、３点以上の過去の位相誤差から求めた近似直線を用いて位相誤差検出範囲を決定することにより、より正確な位相誤差検出範囲を決定することができる。

前記位相誤差補正部が決定する位相誤差検出範囲には、少なくとも上限もしくは下限が設定されていることが好ましい。

この場合、ノイズ等の影響で位相誤差が連続して誤検出された場合であっても、位相誤差検出範囲に少なくとも上限もしくは下限を設定することにより、その後の位相誤差が誤って補正され続けるといった状況を回避できる。

また、前記位相誤差生成部は、所定の等化特性を有するように前記デジタル再生信号を等化して等化信号を生成する等化部と、前記等化信号を２値化して２値化信号を生成する２値化部と、前記位相誤差を演算する演算部とを含み、前記演算部は、前記２値化信号より前記等化特性に基づいて理想再生信号を生成し、前記等化信号と当該理想再生信号との第１メトリックを算出すると共に、前記２値化信号の立ち上り又は立ち下りエッジを１時刻分シフトさせてなる比較信号より前記等化特性に基づいて理想比較信号を生成し、前記等化信号と当該理想比較信号との第２メトリックを算出し、前記第１メトリックと前記第２メトリックとの差である差メトリックを演算する差メトリック演算部と、前記理想再生信号と前記理想比較信号とのユークリッド距離の２乗を算出する距離演算部と、前記差メトリックと前記ユークリッド距離の２乗との差により位相誤差を算出する位相誤差演算部とを含むことが好ましい。

上記の構成によれば、２値化信号のエッジを１時刻分シフトさせた比較信号から、等化部における等化特性に基づいて理想比較信号を生成する。また、前記等化部における等化特性に基づいて２値化信号から理想再生信号を生成する。そして、等化信号と理想再生信号との第１メトリック、等化信号と理想比較信号との第２メトリック、これらの差である差メトリック、理想再生信号と理想比較信号とのユークリッド距離の２乗、及び差メトリックと前記ユークリッド距離の２乗との差を演算することにより位相誤差を算出する。このように、２値化信号のエッジを１時刻分シフトさせた比較信号を利用した位相誤差の算出により、迅速且つ正確に位相誤差を生成することができる。

前記位相誤差補正部は、前記差メトリックが前記理想再生信号と前記理想比較信号とのユークリッド距離の２乗以下である場合に位相誤差の補正を行う一方、前記差メトリックが前記理想再生信号と前記理想比較信号とのユークリッド距離の２乗よりも大きい場合に位相誤差を無効とすることが好ましい。

この場合、位相誤差生成部により生成された位相誤差が過去の位相誤差に従い決定した位相誤差検出範囲外であったとき、前記差メトリックが前記ユークリッド距離の２乗以下である場合には位相誤差の補正が行われるが、差メトリックが前記ユークリッド距離の２乗値よりも大きい場合には位相誤差が無効とされる。これにより、ノイズ等の影響で位相誤差が誤検出された場合にはそれが無効となり、ＰＬＬの安定性のさらなる向上を図ることができる。

前記位相誤差補正部は、前記２値化信号を補正して位相誤差を再生成することにより前記位相誤差生成部が生成した位相誤差を補正することが好ましい。

この場合、２値化信号を補正して位相誤差を再生成することにより、前記演算部の演算処理を用いて正確な補正を行うことができる。

前記位相誤差補正部は、前記差メトリックの符号を反転させて位相誤差を再生成することにより前記位相誤差生成部が生成した位相誤差を補正することが好ましい。

この場合、前記差メトリックの符号を反転させて位相誤差を再生成することにより、前記演算部の演算処理を用いて正確な補正を行うことができる。

本発明の他の局面に係る位相誤差検出方法は、アナログ入力信号をサンプリングクロックに基づいてＡＤ変換してデジタル再生信号を生成するＡＤ変換部の出力より位相誤差を検出する相誤差検出方法であって、上記の目的を達成するために、前記ＡＤ変換部の出力より前記位相誤差を生成する位相誤差生成ステップと、前記位相誤差を補正する位相誤差補正ステップとを含み、前記位相誤差補正ステップは、過去の位相誤差により位相誤差検出範囲を決定し、前記位相誤差生成ステップによって生成された位相誤差が位相誤差検出範囲外であった場合に当該位相誤差を補正することを特徴としている。

上記の方法によれば、サンプリングクロックとデジタル再生信号との間に周波数誤差が生じているときでも、±１８０度を越える位相誤差の検出を可能とすることができ、当該位相誤差検出方法をＰＬＬに適用すれば、ＰＬＬの安定性を向上させることができる。

本発明のさらに他の局面に係る集積回路は、アナログ入力信号をサンプリングクロックに基づいてＡＤ変換してデジタル再生信号を生成するＡＤ変換部と、前記ＡＤ変換部の出力より位相誤差を生成する位相誤差生成部と、位相誤差を補正する位相誤差補正部とを備えた集積回路であって、上記の目的を達成するために、前記位相誤差補正部が、過去の位相誤差により位相誤差検出範囲を決定し、前記位相誤差生成部が生成した位相誤差が位相誤差検出範囲外であった場合に当該位相誤差を補正することを特徴としている。

上記の構成によれば、サンプリングクロックとデジタル再生信号との間に周波数誤差が生じているときでも、±１８０度を越える位相誤差の検出を可能とすることができ、当該集積回路をＰＬＬに適用すれば、ＰＬＬの安定性を向上させることができる。

本発明のさらに他の局面に係る光ディスク装置は、光ディスクに記録されている情報を読み出してアナログ再生信号を生成する光ヘッド部と、前記アナログ再生信号に位相同期したサンプリングクロックを生成するＰＬＬ部とを含み、前記ＰＬＬ部が、本発明の上記何れかの構成の位相誤差検出装置を含んでいることを特徴としている。

上記の構成によれば、サンプリングクロックとデジタル再生信号との間に周波数誤差が生じているときでも、±１８０度を越える位相誤差の検出を可能とすることができ、ＰＬＬ部の安定性を向上させることができる光ディスク装置を実現できる。

本発明の構成によれば、サンプリングクロックとデジタル再生信号との間に周波数誤差が生じているときでも、±１８０度を越える位相誤差の検出を可能とすることができる。これにより、従来に比べてより長期間にわたって位相反転の生じない位相誤差を検出でき、より大きな周波数誤差に対しても安定した位相同期が可能であり、ＰＬＬの安定性を従来よりも大幅に向上させることができる。

本発明の実施の形態１に係るＰＬＬ部の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る位相誤差検出部で生成される位相誤差を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態１に係る位相誤差補正部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る位相誤差補正部による位相誤差補正の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る位相誤差補正部による位相誤差補正の他の例を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る位相誤差補正部による位相誤差補正のさらに他の例を示す説明図である。 位相誤差が誤って補正された状態を示す比較説明図である。 本発明の実施の形態１に係る位相誤差補正部による位相誤差補正のさらに他の例を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る位相誤差補正部による位相誤差補正のさらに他の例を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る位相誤差検出範囲の推定方法の一例を示す説明図である。 周波数誤差がない状態での位相誤差検出を示す説明図である。 本発明の一実施の形態に係る光ディスクシステムの一構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係るＰＬＬ部の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る位相誤差の生成手順の一例を説明する説明図である。 本発明の実施の形態２に係る理想再生信号と理想比較信号との距離の計算方法の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態３に係る位相誤差の生成手順の一例を説明する説明図である。 本発明の実施の形態３に係る理想再生信号と理想比較信号との距離の計算方法の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態３に係るＰＬＬ部の概略構成の一例を示すブロック図である。 ２値化を誤った場合の位相誤差検出を示す説明図である。 本発明の実施の形態３に係る位相誤差補正部による位相誤差補正の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態３に係る位相誤差生成部及び位相誤差補正部の一構成例を示す説明図である。 本発明の実施の形態４に係るＰＬＬ部の概略構成の他の例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態４に係る位相誤差補正部の一構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態４に係る位相誤差補正部による位相誤差補正の一例を示す説明図である。 従来の位相誤差検出方法を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態に係る位相誤差検出装置、位相誤差検出方法、集積回路及びディスク装置について、添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（実施の形態１）
本発明の一実施の形態に係る位相誤差検出装置、位相誤差検出方法、集積回路及び光ディスク装置について、図１ないし図１２を参照し、以下に説明する。

図１は、本実施の形態に係る位相誤差検出装置が適用されるＰＬＬ部１００の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、ＰＬＬ部１００は、ＡＤ変換部１、位相誤差検出部２（位相誤差生成部）、位相誤差補正部３、及びクロック生成部４を含んでいる。ここで、位相誤差検出部２及び位相誤差補正部３が、本実施の形態に係る位相誤差検出装置を構成する。

ＡＤ変換部１は、入力される再生信号をクロック生成部４からのクロック（サンプリングクロック）に従いＡＤ変換し、デジタル再生信号を生成する。位相誤差検出部２は、ＡＤ変換部１で生成されたデジタル再生信号に基づいて位相誤差を生成する。位相誤差補正部３は、位相誤差検出部２で生成された位相誤差が、過去の位相誤差に従い決定した所定範囲内の値かどうかを判別する。また、位相誤差補正部３は、位相誤差が前記所定範囲外であると判断した場合には当該位相誤差に補正を実施し、補正位相誤差を生成する。一方、位相誤差補正部３は、位相誤差が前記所定範囲内であると判断した場合には、当該位相誤差に信号処理を施すことなく当該位相誤差をそのまま補正位相誤差として出力する。クロック生成部４は、位相誤差補正部３にて生成された補正位相誤差に従いクロックを生成する。このクロック生成部４としては、例えば、ＶＣＯ（電圧制御発振器：Voltage Controlled Oscillator)を用いることができる。

次に、図２を参照し、位相誤差検出部２で生成される位相誤差について説明する。図２は、５Ｔ単一信号に対しクロック生成部４が生成するクロックの周波数が少し高い（クロックの位相が進んでいる）場合に検出される位相誤差を矢印で示している。図２中、矢印の長さは位相誤差の大きさを示し、向きが位相の進みか遅れを示している。上向き矢印が位相進み、下向き矢印が位相遅れを示す。

図２に示すように、まず、小さな位相進みが検出され、徐々に位相進みの大きさが大きくなっていく。そして、位相誤差が１８０度を越えると大きな位相遅れが検出され、徐々に位相遅れの大きさが小さくなっていく。この位相誤差をそのままクロック生成部４へフィードバックすると、位相反転が繰り返されるために、進み、遅れの位相誤差が打ち消しあい、位相同期に時間がかかる。

そこで、本実施の形態に係るＰＬＬ部１００は、以下に説明する特徴的構成を有する位相誤差補正部３を備えている。図３に示すように、位相誤差補正部３は、検出範囲制御部３０、補正判定部３１、補正値生成部３２、及び選択部３３を備えている。

検出範囲制御部３０は、過去の位相誤差により位相誤差検出範囲を決定する。例えば、検出範囲制御部３０は、選択部３３が出力する過去３回の補正位相誤差の平均値を計算し、位相誤差検出範囲を、当該平均値を中心とする±１８０度の範囲とする。なお、位相誤差検出範囲を決定するために用いる過去の位相誤差（又は補正位相誤差）は、過去３回に限定されるものではなく、2回又は４回以上とすることも可能である。

補正判定部３１は、位相誤差検出部２より入力される位相誤差と、検出範囲制御部３０が決定した検出範囲とを比較し、位相誤差が検出範囲外であれば補正信号を選択部３３へ出力する。補正値生成部３２は、位相誤差検出部２で生成された位相誤差の大きさはそのままで方向を反対とした補正値を生成し、選択部３３へ出力する。選択部３３は、補正判定部３１から補正信号が入力された場合には、補正値生成部３２からの補正値をクロック生成部４に出力する。一方、選択部３３は、補正判定部３１から補正信号が入力されなかった場合は、位相誤差検出部２からの位相誤差をそのまま補正位相誤差としてクロック生成部４に出力する。

上記の本実施の形態に係る位相誤差補正部３を備えたＰＬＬ部１００によって生成された補正位相誤差を図４に示す。同図に示すように、本実施の形態に係るＰＬＬ部１００によれば、図２の場合に比べてより広い区間について進み位相誤差を出力できる。このため、より大きな周波数誤差に対して位相同期が可能であり、安定したＰＬＬ部１００を実現することができる。

補正値生成部３２で生成する補正値は、位相誤差と方向が反対で所定の大きさとすることが好ましい。一例として所定の大きさを１８０度とした場合、図２に示す位相誤差に対する補正位相誤差は図５に示すようになる。この場合、補正値生成部３２は、例えば、位相誤差が１５０度の位相遅れ（−１５０度）の場合も１２０度（−１２０度）の位相遅れの場合も、１８０度の位相進み（＋１８０度）とする補正値を生成する。

また、補正値生成部３２で生成する補正値は、位相誤差に、位相誤差と符号が反対で大きさが３６０度の値を加えたものとすることが好ましい。この場合、図２に示す位相誤差に対する補正位相誤差は図６に示すようになる。例えば、補正値生成部３２は、位相誤差が１５０度の位相遅れ（−１５０度）の場合は、＋３６０度の値を加算して２１０度の位相進み（＋２１０度）とする補正値を生成し、１２０度の位相遅れ（−１２０度）の場合は、＋３６０度の値を加算して２４０度の位相進み（＋２４０度）とする補正値を生成する。

ところで、補正位相誤差の大きさが位相誤差の大きさよりも大きくなることがある補正方法を用いる場合は、検出範囲の張り付き（位相誤差検出範囲が位相進み範囲のみ又は位相遅れ範囲のみに固定化されてしまうこと）に注意するとよい。例えば、過去２回の位相誤差の平均値を中心とする検出範囲制御を行い、所定の大きさを１８０度とする補正方法の場合、図７のように周波数誤差はなく定常的に位相進みが生じている状態において、ノイズ等の影響で遅れ方向の位相誤差が連続して誤検出された場合、その後の位相誤差が誤って補正され続ける状況が発生しうる。これは検出範囲が片側（位相誤差検出範囲が位相進み範囲のみ又は位相遅れ範囲のみ）に張り付くことにより発生する。

そこで、上記の位相誤差検出範囲の張り付きを防止するために、検出範囲制御部３０が制御する検出範囲の中心値に少なくとも上限又は下限を設けることが好ましい。例えば、図８に示すように、検出範囲の中心値に±９０度の上下限を設けると、図７のような張り付きは発生せずに誤った補正を防止することができる。なお、検出範囲の中心値の上下限は、±９０度に限定されないが、所定の大きさを１８０度とする場合は位相誤差検出範囲の張り付きを防止するために、検出範囲の中心値の上下限を±１８０度未満とすることが望ましい。

また、図９のように補正値の所定の大きさを９０度としても張り付きを防止することができる。なお、補正値の所定の大きさは９０度に限定されないが、位相誤差検出範囲の張り付きを防止するために、補正値の所定の大きさは１８０度未満とすることが望ましい。

なお、本実施の形態において、位相誤差の検出範囲の中心は、過去２回又は３回の位相誤差もしくは補正位相誤差の平均値として説明したが、位相誤差に基づく値を用いて行なえばこれ以外の方法を用いてもよい。上記位相誤差の検出範囲の中心は直前の位相誤差値としてもよい。あるいは、位相誤差の検出範囲の中心を、過去ｎ回の位相誤差（又は補正位相誤差）について重み付けをした加重平均としてもよい。あるいは、位相誤差の検出範囲の中心を、過去の数点の位相誤差から求めた近似直線を用いて推測してもよい。

本実施の形態に係る位相誤差検出範囲の中心の推定方法の一例を、図１０を参照し、以下に詳細に説明する。同図では、５Ｔ単一信号に対して周波数ずれが残っている状態を示している。図中、○印は、時刻Ｔ_１〜Ｔ_４での理想位相誤差を示す。また、×印（Ｐ_１〜Ｐ_３）は、時刻Ｔ_１〜Ｔ_３で検出された位相誤差を示す。理想位相誤差は、時刻Ｔ_１〜Ｔ_４においてそれぞれ３９度、７８度、１１７度、１５６度である。検出された位相誤差Ｐ_１〜Ｐ_３は、それぞれ５４度、６６度、１４４度である。位相誤差Ｐ_１〜Ｐ_３の平均値により時刻Ｔ_４の位相誤差を推測すると、８８度（図１０中の□印）となる。

図１０のように、周波数ずれが残っている状態では、時刻が離れるほど理想位相誤差の差が大きくなるため、Ｐ_１よりはＰ_２、Ｐ_２よりはＰ_３の方が時刻Ｔ_４の理想位相誤差に近くなる。そこで、時刻Ｔ_４の理想位相誤差により近いものほど重みを大きくした加重平均値を用いてもよい。例えば、Ｐ_１：Ｐ_２：Ｐ_３＝１：２：４とした加重平均値は１２７度（図１０中の△印）となり、より理想位相誤差に近い値を得ることができる。そして、このようにして求めた加重平均値を位相誤差検出範囲の中心値とする。

さらに時刻情報も用いて、位相誤差Ｐ_１〜Ｐ_３より近似直線（図１０中の破線）を求め、この近似直線により位相誤差を求めることが好ましい。この場合、より理想位相誤差に近い値が得られ、図１０の例では１７８度である。そして、このように近似直線により求めた値を位相誤差検出範囲の中心値とする。本実施の形態では過去の３点の位相誤差Ｐ_１〜Ｐ_３から求めた近似直線を用いる例を示したが、これに限定されるものではなく、３点以上の過去の位相誤差から求めた近似直線に従い、位相誤差検出範囲の中心を決定すればよい。

なお、位相誤差検出部２で求める位相誤差は、複数のデジタル再生信号を用いて位相誤差を生成することが好ましい。これにより、ＳＮ比を改善することができる。

なお、検出範囲の中心値の上下限は周波数誤差に応じて変更しても良い。周波数誤差がある場合、大きな位相誤差と小さな位相誤差とが周期的に検出される。この周期は周波数誤差が大きいほど短くなる。例えば、周波数誤差のある図２の状態では、検出される位相誤差はばらついているが、周波数誤差のない図１１の状態では検出される位相誤差はばらつきが少ない。このため、所定期間における位相誤差の分散値が所定の値以下になれば、周波数誤差が小さくなったと推定することができる。そこで、周波数誤差が大きい場合には、検出範囲の中心値の上下限を大きく設定し、位相の進み／遅れを正しく検出できる期間を長くなるようにすることが好ましい。一方、周波数誤差が小さい場合には、検出範囲の中心値の上下限を小さく設定し、張り付きの発生を防止するようにすることが好ましい。これにより、引き込み時間が短く、安定したＰＬＬ部を構成することができる。

周波数誤差の大きさは、他の方法を用いて推定しても良い。図１２に示す光ディスクシステムの例について説明する。

図１２は、本実施の形態に係る光ディスクシステムの構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態に係る光ディスクシステム１０００は、図１２に示すように、光ヘッド部（光ピックアップ）１０１及びデータ再生部１０７を備えている。データ再生部１０７は、ＰＬＬ部１０２、２値化部１０３、復調部１０４、メモリ１０５、及びシステムコントローラ１０６を備えている。

光ヘッド部１０１は、情報記録媒体１００に記録されている情報を読み出してアナログ再生信号を生成するものであり、レーザ光を情報記録媒体１００へ照射し、当該情報記録媒体１００からの反射光量を電圧に変換したアナログ再生信号を出力する。

ＰＬＬ部１０２は、アナログ再生信号に同期したクロックで当該アナログ再生信号をサンプリングしたデジタル再生信号を出力する。このＰＬＬ部１０２は、前述のＰＬＬ部１００に対応する。

２値化部１０３は、デジタル再生信号より２値化信号を生成し出力する。この２値化部１０３には、例えば、ビタビ復号器を用いることができ、パーシャルレスポンス（ＰＲ）特性の型に応じて意図的に付加された符号的規則に基づいて尤も確からしい系列を推定する最尤復号方式により、ＰＲ等化された再生信号を復号して２値化データを出力する。

復調部１０４は、２値化部１０３から出力される２値化信号に含まれる同期信号によりタイミングを合わせ、２値化信号を復調して情報記録媒体１０１に記録されている情報を出力する。メモリ１０５は、復調部１０４から出力された再生情報を保持する。システムコントローラ１０６はこれら一連の動作を制御している。

２値化信号に含まれる同期信号は、決められた２値の同期パターンが所定の間隔毎に繰り返されている。ＰＬＬ部１０２でクロックと再生信号に周波数誤差が残っていると、復調部１０４で同期パターンが検出できなかったり、同期パターンの間隔か所定間隔からずれて検出されることとなる。そこで、システムコントローラ１０６は、復調部１０４で検出される同期パターンの間隔を監視し、所定の間隔で検出されていなければＰＬＬ部１０２の検出範囲の中心値の上下限を大きく設定し、所定の間隔で検出されていればＰＬＬ部１０２の検出範囲の中心値の上下限を小さく設定すればよい。

なお、検出範囲の中心値の上下限を変更する代わりに、位相誤差の補正方法を変更してもよい。補正後の位相誤差の大きさが補正前の位相誤差の大きさよりも大きくなる程、位相の進み／遅れを正しく検出できる期間を長くでき、補正後の位相誤差の大きさが補正前の位相誤差の大きさに近づく程、張り付きの発生を防止することができる。

データ再生部１０７は、集積回路であるＬＳＩ（Large Scale Integration）として実現されてもよい。データ再生部１０７の各ブロックは、ＬＳＩなどの半導体装置により個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全部を含むように１チップ化されてもよい。

データ再生部１０７は、半導体装置として実装されるだけでなく、例えば、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置とＣＰＵなどの演算装置との協働により実現されるものであってもよい。この場合、ＲＯＭは、復調部１０４における２値化信号に含まれる同期信号によりタイミングを合わせて２値化信号を復調するプログラムを予め記憶していると共に、ＣＰＵは、ＲＯＭが記憶するプログラムを実行する。また、ＲＡＭはＰＬＬ部の位相誤差を演算するプログラムを読み込み、ＣＰＵはＲＡＭに読み込まれたプログラムを実行する。

なお、ここでは、集積回路をＬＳＩと呼んだが、集積度の違いにより、ＩＣ、ＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、本発明の集積回路はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。例えば、バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。

また、以下に説明する実施の形態２ないし４に記載の各構成についても、同様に集積回路として実現されてもよい。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について図１３ないし図１５を参照し、以下に説明する。

本実施の形態では、本発明で用いる位相誤差の検出方法の一例について説明する。

図１３は本実施の形態２の位相誤差検出部２（図１）の構成を示すブロック図である。図１３に示すように、位相誤差検出部２は、波形等化部２２、２値化部２３、及び位相誤差演算部２４を備えている。

波形等化部２２は、ＡＤ変換部１（図１）で生成されたデジタル再生信号を波形等化したデジタル等化信号１０を生成する。本実施の形態では、波形等化部２２は、ＰＲ（１，２，２，２，１）等化特性を有するようにデジタル再生信号を等化して等化信号１０を生成するものとして説明する。なお、等化特性はＰＲ（１，２，２，２，１）に限定されるものではなく、記録媒体の記録密度等に応じて任意の等化特性を適用することができる。

２値化部２３は、波形等化部２２で生成されたデジタル等化信号より２値化信号１１を生成する。位相誤差演算部２４は、デジタル等化信号１０及び２値化信号１１より位相誤差信号を生成する。

また、位相誤差演算部２４は、差メトリック演算部２４ａ、距離演算部２４ｂ及び位相誤差演算部２４ｃを含んでいる。

差メトリック演算部２４ａは、前記２値化信号より波形等化部２２における等化特性に基づいて理想再生信号１２を生成し、等化信号１０と当該理想再生信号１２との第１メトリックを算出すると共に、２値化信号１１の立ち上り又は立ち下りエッジを１時刻分シフトさせた比較信号１３より前記等化特性に基づいて理想比較信号１４を生成し、等化信号１０と理想比較信号１４との第２メトリックを算出し、前記第１メトリックと前記第２メトリックとの差である差メトリックを演算する。また、距離演算部２４ｂは、理想再生信号１２と理想比較信号１４とのユークリッド距離の２乗値を算出する。また、位相誤差演算部２４ｃは、前記差メトリックと前記ユークリッド距離の２乗値との差により位相誤差を算出する。

図１４は、２値化信号１１のエッジを１時刻前にシフトさせた比較信号１３を比較対象として用いた位相誤差の生成手順を説明するための図である。同図中において、１０はデジタル等化信号、１１は２値化信号、１２は理想再生信号、１３は比較信号、１４は理想比較信号である。図１５は、理想再生信号１２と理想比較信号１４との距離（理想再生信号１２と理想比較信号１４との間のユークリッド距離の２乗）の計算方法を説明するための図である。図１４及び図１５は、デジタル等化信号１０に対しクロックの位相が進んでいる状態を示している。

まず、図１４及び図１５を参照して、２値化信号１１のエッジを１時刻前にシフトさせた比較信号１３を比較対象として用いて位相誤差を生成する位相誤差演算部２４の動作を説明する。

差メトリック演算部２４ａは、２値化信号１１より、ＰＲ（１，２，２，２，１）等化特性に基づき理想再生信号１２を求め、デジタル等化信号１０と理想再生信号１２のメトリックＤ_Ｏ（第１メトリック）を、
Ｄ_Ｏ＝Ｏ_０ ^２＋Ｏ_１ ^２＋Ｏ_２ ^２＋Ｏ_３ ^２＋Ｏ_４ ^２ ・・・（１）
として求める。上式（１）において、デジタル等化信号１０の値をＡ_ｎ(ｎ＝０〜４）、理想再生信号１２の値をＢ_ｎ(ｎ＝０〜４）としたとき、Ｏ_ｎ＝Ｂ_ｎ−Ａ_ｎである。

また、差メトリック演算部２４ａは、２値化信号１１のエッジを１時刻前にシフトさせた比較信号１３より、ＰＲ（1，２，２，２，１）に基づき理想比較信号１４を求め、デジタル等化信号１０と比較理想信号１４とのメトリックＤ_Ｍ（第２メトリック）を、
Ｄ_Ｍ＝Ｍ_０ ^２＋Ｍ_１ ^２＋Ｍ_２ ^２＋Ｍ_３ ^２＋Ｍ_４ ^２ ・・・（２）
として求める。上式（２）において、比較理想信号１４の値をＣ_ｎ(ｎ＝０〜４）としたとき、Ｍ_ｎ＝Ｃ_ｎ−Ａ_ｎである。

これらより、差メトリック演算部２４ａは、差メトリックＤ_Ｄを、
Ｄ_Ｄ＝Ｄ_Ｍ−Ｄ_Ｏ ・・・（３）
として求める。さらに、距離演算部２４ｂは、理想再生信号１２と理想比較信号１４との間のユークリッド距離の２乗Ｄ_Ｆを、
Ｄ_Ｆ＝Ｆ_０ ^２＋Ｆ_１ ^２＋Ｆ_２ ^２＋Ｆ_３ ^２＋Ｆ_４ ^２ ・・・（４）
として求める。そして、位相誤差演算部２４ｃは、位相誤差Ｐを、
Ｐ＝Ｄ_Ｄ−Ｄ_Ｆ ・・・（５）
として求める。

図１４の例では、ｎ＝１〜４においてはＭ_ｎ＝Ｏ_ｎ＋Ｆ_ｎであり、ｎ＝０においてはＭ_０≒Ｆ_０、Ｏ_０≒０であるから、位相誤差Ｐは正の値となる。

次に、図１６及び図１７を用いて、２値化信号１１のエッジを１時刻後にシフトさせた比較信号１５を比較対象として用いた位相誤差の生成手順を説明する。図１６は２値化信号１１のエッジを１時刻後にシフトさせた比較信号１５を比較対象として用いた位相誤差の生成手順を説明するための図である。同図中において、１０はデジタル等化信号、１１は２値化信号、１２は理想再生信号、１５は比較信号、１６は理想比較信号を示している。図１７は、理想再生信号１２と理想比較信号１６との間の距離の計算方法を説明するための説明図である。図１６及び図１７では、デジタル等化信号１０に対しクロックの位相が進んでいる状態を示している。

差メトリック演算部２４ａは、２値化信号１１より、ＰＲ（１，２，２，２，１）等化特性に基づき理想再生信号１２を求め、デジタル等化信号１０と理想再生信号１２とのメトリックＤ_Ｏ（第１メトリック）を、
Ｄ_Ｏ＝Ｏ_１ ^２＋Ｏ_２ ^２＋Ｏ_３ ^２＋Ｏ_４ ^２＋Ｏ_５ ^２ ・・・（６）
として求める。上式（６）において、デジタル等化信号１０の値をＡ_ｎ(ｎ＝１〜５）、理想再生信号１２の値をＢ_ｎ(ｎ＝１〜５）としたとき、Ｏ_ｎ＝Ｂ_ｎ−Ａ_ｎである。

また、差メトリック演算部２４ａは、２値化信号１１のエッジを１時刻後にシフトさせた比較信号１５より、ＰＲ（1，２，２，２，１）等化特性に基づき理想比較信号１６を求め、デジタル等化信号１０と比較理想信号１６とのメトリックＤ_Ｎ（第２メトリック）を、
Ｄ_Ｎ＝Ｎ_１ ^２＋Ｎ_２ ^２＋Ｎ_３ ^２＋Ｎ_４ ^２＋Ｎ_５ ^２ ・・・（７）
として求める。上式（７）において、比較理想信号１６の値をＤ_ｎ(ｎ＝１〜５）としたとき、Ｎ_ｎ＝Ｃ_ｎ−Ａ_ｎである。

これらより、差メトリック演算部２４ａは、差メトリックＤ_Ｄを、
Ｄ_Ｄ＝Ｄ_Ｎ−Ｄ_Ｏ ・・・（８）
として求める。さらに、距離演算部２４ｂは、理想再生信号１２と理想比較信号１６との間のユークリッド距離の２乗Ｄ_Ｇを、
Ｄ_Ｇ＝Ｇ_１ ^２＋Ｇ_２ ^２＋Ｇ_３ ^２＋Ｇ_４ ^２＋Ｇ_５ ^２ ・・・（９）
として求める。そして、位相誤差演算部２４ｃは、位相誤差Ｐを、
Ｐ＝Ｄ_Ｄ−Ｄ_Ｇ ・・・（１０）
として求める。

図１６の例では、ｎ＝1〜５においては、Ｇ_ｎ＝Ｏ_ｎ＋Ｎ_ｎであるから、位相誤差Ｐは負の値となる。

図１４を用いて説明した検出値と同様に、図１６の場合でも進み位相誤差が正となるように極性を揃えるには、図１６の場合において求められた位相誤差Ｐの符号を反転する必要がある。つまり、進み位相誤差が正の値となるようにするためには、立ち上りエッジを１時刻後にシフトさせた比較信号を用いて位相誤差を生成する場合には、算出された位相誤差の符号を反転させる必要がある。

上記では、２値化信号１１の立ち上りエッジを１時刻前又は１時刻後にシフトさせて比較信号を生成する例について説明したが、同様に、２値化信号１１の立ち下りエッジを１時刻前又は１時刻後にシフトさせて比較信号を生成し、２値化信号１１の立ち下りを基準として位相誤差を生成してもよい。この場合、２値化信号１１の立ち上りを基準とする場合と同様に、立ち下りエッジを１時刻後にシフトさせた比較信号を用いて位相誤差を生成する場合には、算出された位相誤差の符号を反転させる必要がある。この符号調整を行なったものが最終的な位相誤差となる。

このように、本実施の形態に係る方法によれば、２値化結果及びデジタル等化信号に基づいて位相誤差を生成することができる。

なお、メトリック及び理想再生信号と理想比較信号との間のユークリッド距離の２乗の計算は、一部信号を省いて計算してもよい。例えば、図１４においてはｎ＝１〜３として、また、図１６においてはｎ＝２〜４として、各メトリック及び理想再生信号と理想比較信号との間のユークリッド距離の２乗の計算を行い、位相誤差を求めてもよい。

なお、算出された位相誤差が±１８０度を越える場合には、２値化信号に誤りがあると判断し、位相誤差を無効としてもよい。理想再生信号と理想比較信号との距離よりも位相誤差の絶対値が大きい場合、±１８０度を越える位相誤差であると判断できる。

なお、２値化部２３が生成する２値化信号に誤りが少ないほど、正しい位相誤差を検出することができる。２値化部２３においてビタビ復号を用いると、２値化信号の精度を向上させることができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る位相誤差の補正方法について、図１８ないし図２１を参照し、以下に説明する。

位相誤差の極性が反転する部分では、２値化間違いが発生している。例えば、図１９では、５Ｔ単一信号に対しクロック生成部５６が生成するクロックの周波数が少し高い場合に、位相誤差の極性反転部分では２値化結果が６Ｔとなっている。もし、図２０に示すように、２値化結果を正しく５Ｔとなるように補正すれば、位相進みを検出し続けることができる。

図１８は、本実施の形態３におけるＰＬＬ部２００の構成を示すブロック図である。図１８に示すように、本実施の形態に係るＬＬＰ部２００は、ＡＤ変換部５１、波形等化部５２、２値化部５３、位相誤差演算部５４、位相誤差補正部５５、及びクロック生成部５６を備えている。

ＡＤ変換部５１は、入力されるアナログ再生信号をクロック生成部５６からのクロックに従いＡＤ変換し、デジタル再生信号を生成する。波形等化部５２は、ＡＤ変換部５１で生成されたデジタル再生信号を波形等化したデジタル等化信号を生成し、２値化部５３及び位相誤差演算部５４へ出力する。２値化部５３は、波形等化部５２で生成されたデジタル等化信号より２値化信号を生成し、位相誤差演算部５４へ出力する。位相誤差演算部５４は、ＡＤ変換部５１で生成されたデジタル等化信号と波形等化部５２で生成された２値化信号とより位相誤差を生成し、位相誤差補正部５５へ出力する。位相誤差補正部５５は、位相誤差演算部５４で生成された位相誤差が過去の位相誤差に従い決定した範囲内の値かどうかを判別する。そして、位相誤差補正部５５は、位相誤差が範囲外の場合、位相誤差演算部５４へ補正指示信号を出力する。一方、位相誤差補正部５５は、位相誤差が範囲内にあると判断した場合は、位相誤差をクロック生成部５６へ出力する。クロック生成部５６は、位相誤差補正部５５からの位相誤差に従いクロックを生成する。

また、位相誤差演算部５４は、位相誤差補正部５５から補正指示信号が入力された場合、２値化部５３より入力される２値化信号を、当該２値化信号の立ち上り又は立ち下りエッジを１時刻分シフトさせてなる比較信号に補正して位相誤差を再生成する。ここで、位相誤差演算部５４は、２値化部５３より入力される２値化信号に対する２つの比較信号のうち差メトリックが小さい方を補正した２値化信号として位相誤差を再生成することが望ましい。ここで、上記２つの比較信号とは、２値化信号の立ち上り又は立ち下りエッジを、１時刻前へシフトさせてなる比較信号、及び当該エッジを１時刻後へシフトさせてなる比較信号である。

次に、位相誤差演算部５４及び位相誤差補正部５５の詳細な動作について、図２１を参照し、以下に説明する。

図２１に示すように、位相誤差演算部５４は、選択部６０、比較信号生成部６１、及び演算部６２を備えている。また、位相誤差補正部５５は、検出範囲制御部６５、補正判定部６６、及び出力制御部６７を備えている。

選択部６０は、補正判定部６６より補正信号が入力されれば、比較信号生成部６１からの比較信号を選択２値化信号として比較信号生成部６１及び演算部６２へ出力する。一方、選択部６０は、補正判定部６６より補正信号が入力されなければ、２値化部５３からの２値化信号を選択２値化信号として比較信号生成部６１及び演算部６２へ出力する。通常は、２値化部５３からの２値化信号が選択部６０により選択される。

比較信号生成部６１は、選択部６０から入力される選択２値化信号のエッジを１時刻前及び後ろにシフトさせた２つの比較信号を生成する。演算部６２は、選択部６０からの選択２値化信号、比較信号生成部６１からの比較信号、及び波形等化部５２からのデジタル等化信号より、位相誤差を生成する。なお、演算部６２は、比較信号生成部６１から入力される２つの比較信号それぞれに対応した位相誤差を演算し、位相誤差の演算結果が正確であることを確認してもよい。しかし、通常、いずれの比較信号を用いて位相誤差を演算してもその演算結果は同一となるので、演算部６２は、２つの比較信号のいずれか一方のみを用いて位相誤差を生成してもよい。演算部６２が生成した位相誤差は、補正判定部６６及び出力制御部６７へ入力される。

検出範囲制御部６５は、出力制御部６７が出力する過去４回の補正位相誤差の平均値を計算し、これを中心とする±１８０度の範囲を位相誤差の検出範囲とする。なお、位相誤差検出範囲を決定する方法は、これに限定されるものではなく、前述のとおり、過去ｎ回の補正位相誤差の平均又は加重平均により検出範囲の中心を求めてもよいし、過去の数点の補正位相誤差から求めた近似直線を用いて検出範囲の中心を推測してもよい。

補正判定部６６は、演算部６２より入力される位相誤差と、検出範囲制御部６５が生成した検出範囲とを比較し、位相誤差が検出範囲外であれば選択部６０へ補正指示信号を出力する。補正指示信号が出力された場合、選択部６０は２値化信号の補正を行うべく、比較信号を選択２値化信号として出力する。このとき、選択部６０は、比較信号生成部６１から入力されている２つの比較信号のうち、差メトリックが小さい方に対応した比較信号を選択２値化信号とすればよい。

補正指示信号に基づいて選択部６０により比較信号が選択２値化信号として出力された場合、比較信号生成部６１において比較信号が上記と同様に再生成されると共に、演算部６２においても位相誤差が上記と同様に再生成される。そして、再生成された位相誤差が検出範囲外であれば、補正判定部６６は停止信号を出力制御部６７へ出力する。これは、補正の無限ループを防止するためであり、再生成された位相誤差が検出範囲外であれば、再補正は行なわない。

出力制御部６７は、停止信号が入力されていないときは演算部６２からの位相誤差を補正位相誤差として出力する一方、停止信号が入力されている場合には、補正位相誤差を出力しない。

このように、位相誤差検出範囲を外れた場合には２値化信号の補正を行い、位相誤差を補正するようにすれば、図２０のようにより広い区間について進み位相誤差を出力できるため、より大きな周波数誤差に対して位相同期が可能であり、安定したＰＬＬを実現することができる。

なお、２つの比較信号より演算部６２がそれぞれ生成する位相誤差は、同時に生成しても良いし、第１の比較信号（２つの比較信号のいずれか一方）に対応した位相誤差を生成した後に、第２の比較信号（２つの比較信号の他方）に対応した位相誤差を生成してもよい。

なお、比較信号に最短パターンよりも短いパターンが現れる場合は、その比較信号は無効として位相誤差を生成しないようにするとよい。例えば、ＣＤ／ＤＶＤであれば最短パターンは３Ｔ、ＢＤであれば最短パターンは２Ｔである。

（実施の形態４）
本実施の形態に係る位相誤差の補正方法について、図２２を参照し、以下に説明する。

図２２は、本実施の形態に係るＰＬＬ部３００の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、ＰＬＬ部３００は、ＡＤ変換部８１、波形等化部８２、２値化部８３、位相誤差演算部８４、位相誤差補正部８５、及びクロック生成部８６を備えている。

ＡＤ変換部８１は、入力されるアナログ再生信号をクロック生成部８６からのクロックに従いＡＤ変換し、デジタル再生信号を生成して形等化部８２へ出力する。波形等化部８２は、ＡＤ変換部８１により生成されたデジタル再生信号を波形等化したデジタル等化信号を生成し、２値化部８３及び位相誤差演算部８４へ出力する。２値化部８３は、波形等化部８２により生成されたデジタル等化信号より２値化信号を生成し、位相誤差演算部８４へ出力する。

位相誤差演算部８４は、波形等化部８２からの入力信号であるデジタル等化信号と２値化部８３からの入力信号である２値化信号より位相誤差を生成し、位相誤差補正部８５へ出力する。さらに、位相誤差演算部８４は、上式（４）又は上式（９）に示される理想再生信号と理想比較信号との間のユークリッド距離の２乗よりも、上式（３）又は上式（８）に示される差メトリック以下である場合には、位相誤差補正部８５へ後述する補正値を出力する。

位相誤差補正部８５は、位相誤差演算部８４により生成された位相誤差が過去の位相誤差に従い決定した位相誤差検出範囲内の値かどうかを判別する。そして、位相誤差補正部８５は、位相誤差が検出範囲外の場合、補正値が入力されていれば、補正値を補正位相誤差としてクロック生成部８６へ出力する。一方、位相誤差補正部８５は、位相誤差が検出範囲外であっても補正値が入力されていなければ、位相誤差を無効として補正位相誤差をクロック生成部８６へは出力しない。また、位相誤差補正部８５は、位相誤差が範囲内の場合は、位相誤差を補正位相誤差としてクロック生成部８６へ出力する。クロック生成部８６は、位相誤差補正部８５からの補正位相誤差に従いクロックを生成し、ＡＤ変換部８１へ出力する。

上記のように、本実施の形態では、位相誤差演算部８４により生成された位相誤差が過去の位相誤差に従い決定した位相誤差検出範囲外であったとき、前記差メトリックが理想再生信号と理想比較信号とのユークリッド距離の２乗以下である場合には位相誤差の補正が行われる一方、差メトリックが理想再生信号と理想比較信号とのユークリッド距離の２乗よりも大きい場合には位相誤差が無効とされる構成となっている。

次に、位相誤差演算部８４が生成する補正値について説明する。差メトリックをＤ_Ｄ、理想再生信号と理想比較信号との間のユークリッド距離の２乗をＤ_Ｆとするとき、補正値Ｐ_Ｈは、
Ｐ_Ｈ＝−Ｄ_Ｄ−Ｄ_Ｆ ・・・（１１）
として求められる。すなわち、上式（５）を参照すれば明らかなように、上式（１１）による補正値Ｐ_Ｈの演算は、差メトリックＤ_Ｄの符号を反転させて位相誤差を再生成することに他ならない。

また、上式（５）又は上式（１０）に示される符号調整前の位相誤差Ｐがわかっていれば、補正値Ｐ_Ｈは、
Ｐ_Ｈ＝−Ｐ−２Ｄ_Ｆ ・・・（１２）
としても求められる。上式（１１）及び上式（１２）のどちらの場合も、Ｐ_Ｈの符号は、位相誤差Ｐとは逆の符号とすればよい。

次に、図２３を用いて位相誤差補正部８５における補正について説明する。

図２３は、位相誤差補正部８５の概略構成を示している。同図に示すように、位相誤差補正部８５は、検出範囲制御部９１、補正判定部９２、及び選択部９３を備えている。

検出範囲制御部９１は、選択部９３が出力する過去４回の補正位相誤差の平均値を計算し、これを中心とする±１８０度の範囲を位相誤差の検出範囲とする。なお、位相誤差検出範囲を決定する方法は、これに限定されるものではなく、前述のとおり、過去ｎ回の補正位相誤差の平均又は加重平均により検出範囲の中心を求めてもよいし、過去の数点の補正位相誤差から求めた近似直線を用いて検出範囲の中心を推測してもよい。

補正判定部９２は、位相誤差演算部８４より入力される位相誤差と、検出範囲制御部９１が生成した検出範囲とを比較し、位相誤差が検出範囲外であれば補正指示信号を選択部９３へ出力する。選択部９３は、補正判定部９２から補正指示信号が入力された場合には補正値を、それ以外の場合は位相誤差を、補正位相誤差としてクロック生成部８６へ出力する。ただし、選択部９３は、補正判定部９２から補正指示信号が入力されていても、位相誤差演算部８４から補正値が入力されていない場合には補正位相誤差は出力しない。

このように、位相誤差を補正するようにすれば、図２４のようにより広い区間について進み位相誤差を出力できるため、より大きな周波数誤差に対して位相同期が可能で安定したＰＬＬを実現することができる。

なお、本実施の形態の位相誤差演算部もしくは位相誤差補正部の詳細な構成例はあくまで一例であり、同様の補正ができればよく、この構成に限定するものではない。

本発明は、光ディスク装置等のＰＬＬで用いる位相誤差検出器として特に有用である。

１, ５１, ８１ ＡＤ変換部
２, 位相誤差検出部（位相誤差生成部、位相誤差検出装置）
３, ５５, ８５ 位相誤差補正部（位相誤差補正部）
４, ５６, ８６, クロック生成部
１０ デジタル等化信号（等化信号）
１１ ２値化信号
１２ 理想再生信号
１３ 比較信号
１４ 理想比較信号
２２, ５２, ８２ 波形等化部（等化部）
２３, ５３, ８３ ２値化部
２４, ５４, ６２, ８４ 位相誤差演算部（演算部）
２４ａ 差メトリック演算部（演算部）
２４ｂ 距離演算部（演算部）
２４ｃ 位相誤差演算部（演算部）
３０, ６５, ９１ 検出範囲制御部
３１, ６６, ９２ 補正判定部
３２ 補正値生成部
３３, ６０, ９３ 選択部
６１ 比較信号生成部
６７ 出力制御部
１００, １０２, ２００, ３００ ＰＬＬ部
１０１ 光ヘッド部（光ピックアップ）
１０３ ２値化部
１０７ データ再生部

Claims (13)

1. アナログ入力信号をサンプリングクロックに基づいてＡＤ変換してデジタル再生信号を生成するＡＤ変換部の出力より位相誤差を検出する位相誤差検出装置であって、
   前記ＡＤ変換部の出力より前記位相誤差を生成する位相誤差生成部と、
   前記位相誤差を補正する位相誤差補正部と、を含み、
   前記位相誤差補正部は、過去の位相誤差により位相誤差検出範囲を決定し、前記位相誤差生成部が生成した位相誤差が位相誤差検出範囲外であった場合に当該位相誤差を補正し、
   前記位相誤差生成部は、所定の等化特性を有するように前記デジタル再生信号を等化して等化信号を生成する等化部と、前記等化信号を２値化して２値化信号を生成する２値化部と、前記位相誤差を演算する演算部とを含み、
   前記演算部は、前記２値化信号より前記等化特性に基づいて理想再生信号を生成し、前記等化信号と当該理想再生信号との第１メトリックを算出すると共に、前記２値化信号の立ち上り又は立ち下りエッジを１時刻分シフトさせてなる比較信号より前記等化特性に基づいて理想比較信号を生成し、前記等化信号と当該理想比較信号との第２メトリックを算出し、前記第１メトリックと前記第２メトリックとの差である差メトリックを演算する差メトリック演算部と、前記理想再生信号と前記理想比較信号とのユークリッド距離の２乗を算出する距離演算部と、前記差メトリックと前記ユークリッド距離の２乗との差により位相誤差を算出する位相誤差演算部とを含むことを特徴とする、位相誤差検出装置。
2. 前記位相誤差補正部は、前記位相誤差生成部が生成した位相誤差の符号を反転させることにより当該位相誤差を補正することを特徴とする、請求項１に記載の位相誤差検出装置。
3. 前記位相誤差補正部は、前記位相誤差生成部が生成した位相誤差の符号とは極性が反対であり且つ所定の大きさを有する値に補正することを特徴とする、請求項１に記載の位相誤差検出装置。
4. 前記位相誤差補正部は、前記位相誤差生成部が生成した位相誤差に、当該位相誤差とは極性が反対であり大きさが３６０度の値を加算した値に補正することを特徴とする、請求項１に記載の位相誤差検出装置。
5. 前記位相誤差補正部は、所定数の過去の位相誤差の平均値により、位相誤差検出範囲を決定することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の位相誤差検出装置。
6. 前記位相誤差補正部は、３点以上の過去の位相誤差から求めた近似直線に従い、位相誤差検出範囲の中心を決定することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の位相誤差検出装置。
7. 前記位相誤差補正部が決定する位相誤差検出範囲には、少なくとも上限もしくは下限が設定されていることを特徴とする、請求項１ないし６の何れか１項に記載の位相誤差検出装置。
8. 前記位相誤差補正部は、前記差メトリックが前記理想再生信号と前記理想比較信号とのユークリッド距離の２乗以下である場合に位相誤差の補正を行う一方、前記差メトリックが前記理想再生信号と前記理想比較信号とのユークリッド距離の２乗よりも大きい場合に
   位相誤差を無効とすることを特徴とする、請求項１ないし７の何れか１項に記載の位相誤差検出装置。
9. 前記位相誤差補正部は、前記２値化信号を補正して位相誤差を再生成することにより前記位相誤差生成部が生成した位相誤差を補正することを特徴とする、請求項１ないし８の何れか１項に記載の位相誤差検出装置。
10. 前記位相誤差補正部は、前記差メトリックの符号を反転させて位相誤差を再生成することにより前記位相誤差生成部が生成した位相誤差を補正することを特徴とする、請求項１ないし８の何れか１項に記載の位相誤差検出装置。
11. アナログ入力信号をサンプリングクロックに基づいてＡＤ変換してデジタル再生信号を生成するＡＤ変換部の出力より位相誤差を検出する位相誤差検出方法であって、
    前記ＡＤ変換部の出力より前記位相誤差を生成する位相誤差生成ステップと、
    前記位相誤差を補正する位相誤差補正ステップと、を含み、
    前記位相誤差補正ステップは、過去の位相誤差により位相誤差検出範囲を決定し、前記位相誤差生成ステップによって生成された位相誤差が位相誤差検出範囲外であった場合に当該位相誤差を補正し、
    前記位相誤差生成ステップは、所定の等化特性を有するように前記デジタル再生信号を等化して等化信号を生成する等化ステップと、前記等化信号を２値化して２値化信号を生成する２値化ステップと、前記位相誤差を演算する演算ステップとを含み、
    前記演算ステップは、前記２値化信号より前記等化特性に基づいて理想再生信号を生成し、前記等化信号と当該理想再生信号との第１メトリックを算出すると共に、前記２値化信号の立ち上り又は立ち下りエッジを１時刻分シフトさせてなる比較信号より前記等化特性に基づいて理想比較信号を生成し、前記等化信号と当該理想比較信号との第２メトリックを算出し、前記第１メトリックと前記第２メトリックとの差である差メトリックを演算する差メトリック演算ステップと、前記理想再生信号と前記理想比較信号とのユークリッド距離の２乗を算出する距離演算ステップと、前記差メトリックと前記ユークリッド距離の２乗との差により位相誤差を算出する位相誤差演算ステップとを含むことを特徴とする、位相誤差検出方法。
12. アナログ入力信号をサンプリングクロックに基づいてＡＤ変換してデジタル再生信号を生成するＡＤ変換部と、
    前記ＡＤ変換部の出力より位相誤差を生成する位相誤差生成部と、
    位相誤差を補正する位相誤差補正部と、を備えた集積回路であって、
    前記位相誤差補正部は、過去の位相誤差により位相誤差検出範囲を決定し、前記位相誤差生成部が生成した位相誤差が位相誤差検出範囲外であった場合に当該位相誤差を補正し、
    前記位相誤差生成部は、所定の等化特性を有するように前記デジタル再生信号を等化して等化信号を生成する等化部と、前記等化信号を２値化して２値化信号を生成する２値化部と、前記位相誤差を演算する演算部とを含み、
    前記演算部は、前記２値化信号より前記等化特性に基づいて理想再生信号を生成し、前記等化信号と当該理想再生信号との第１メトリックを算出すると共に、前記２値化信号の立ち上り又は立ち下りエッジを１時刻分シフトさせてなる比較信号より前記等化特性に基づいて理想比較信号を生成し、前記等化信号と当該理想比較信号との第２メトリックを算出し、前記第１メトリックと前記第２メトリックとの差である差メトリックを演算する差メトリック演算部と、前記理想再生信号と前記理想比較信号とのユークリッド距離の２乗を算出する距離演算部と、前記差メトリックと前記ユークリッド距離の２乗との差により位相誤差を算出する位相誤差演算部とを含むことを特徴とする、集積回路。
13. 光ディスクに記録されている情報を読み出してアナログ再生信号を生成する光ヘッド部と、
    前記アナログ再生信号に位相同期したサンプリングクロックを生成するＰＬＬ部と、を含み、
    前記ＰＬＬ部は、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の位相誤差検出装置を含んでいることを特徴とする、光ディスク装置。

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