CN102804267A - 记录条件的调整方法、光盘装置以及信息记录方法 - Google Patents

记录条件的调整方法、光盘装置以及信息记录方法 Download PDF

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Abstract

提供能够高精度地控制标记的边缘位置的记录调整方法。根据取得的再生信号波形调整最终脉冲开始位置,以使关于标记后边缘的所谓的L-SEAT的移动值达到最小。

Description

记录条件的调整方法、光盘装置以及信息记录方法
技术领域
本发明涉及在记录介质上形成物理性质与其他部分不同的记录标记,向存储信息的光盘介质记录信息的记录条件的调整方法、使用该方法的光盘装置以及信息记录方法。
背景技术
作为光盘介质,存在CD-R/RW、DVD-RAM、DVD±R/RW、BD等很多种类,包括具有双层数据层的介质在内也得到了广泛的普及。作为应对的光盘装置,与CD-R/RW、DVD-RAM、DVD±R/RW的记录/再生对应的所谓的DVD超级多驱动器(super multi-drive)得到了普及。今后,考虑到与BD对应的高功能驱动器会普及,希望出现更大容量的光盘。
伴随着光盘的高速化和高密度化,基于PRML(Partial Response MaximumLikelihood:局部响应最大似然)再生方式的再生信号的2值化技术成为了必需。作为PRML方式之一,具有根据再生信号使目标信号电平自适应地变化的自适应PRML或补偿PRML方式。根据非专利文献1“電子情報通信学会論文誌C Vol.J90-C,p.519(2007)”,表示了通过使用这种PRML方式来补偿再生信号的非对称以及记录时的热干扰,在应对BD的装置中能够实现与35GB容量相当的高密度化。根据使用的PRML方式的约束长度(表示级别的比特长),表示出约束长度越长,在高密度条件下的再生性能越高。在具备这种PRML方式的光盘装置中,为获得最佳的2值化结果而搭载了使再生信号与PRML的目标信号的RMS误差达到最小的自动均衡器。一般作为抽头系数可变的FIR(Finite Impulse Response:有限脉冲响应)滤波器来安装自动均衡器。
当增加光盘的记录密度时,与光斑的大小相比,记录标记的大小减小,得到的再生信号的振幅也减小。光斑的分辨率由波长λ和物镜的数值孔径NA决定,当最短游程长的记录标记的长度变为λ/4NA以下时,其重复信号的振幅变为零。这是一般作为光学截止而公知的现象,在BD中,λ/4NA≈119nm。在BD中,在将轨距设为恒定的情况下,当想要实现约31GB以上的容量时,作为最短游程长的2T的重复信号的振幅变为零。为了在这种高密度条件下获得良好的再生性能,需要利用PRML方式。
在记录型光盘中,通过使用强度调制为脉冲状的激光(以下称为记录脉冲)使记录膜的结晶状态等变化来记录希望的信息。作为记录膜,一般广泛已知使用相变材料或有机色素、某种合金或氧化物等。在CD、DVD以及BD中使用的标记边缘编码方法中,根据前后的边缘位置决定代码信息。
图43是表示作为在BD中使用的记录方式之一的“N-1记录策略”中的记录脉冲波形的图。在该记录策略中,使用(N-1)条脉冲记录NT的长度的标记。在图43中表示了记录在BD的代码中使用的2T~9T(T为通道比特长)的长度的标记中的2T~5T的标记的脉冲列。脉冲列中的最初的最大功率脉冲被称为第一脉冲,最终的最大功率脉冲被称为最终脉冲。第一脉冲和最终脉冲之间的多个最大功率脉冲被称为多脉冲,在4T标记的情况下为1条,以后每当标记长增加1T时增加1条。2T标记的脉冲列中的最大功率脉冲仅为第一脉冲,3T标记的脉冲列中的最大功率脉冲为第一脉冲和最终脉冲,分别不包含多脉冲。脉冲列中的最终的最大功率脉冲紧后方的脉冲被称为冷却脉冲。
作为激光的输出功率水平,有写功率PW、空白功率(擦除功率)PS、偏置功率PBW、冷却功率PC这4种。写功率PW是脉冲列中的最大功率水平,是第一脉冲、多脉冲以及最终脉冲的功率水平。为了向记录膜输入能量来引起状态变化而使用该功率水平。空白功率PS是对成为标记间(空白)的部分照射的功率水平,对于一次写入光盘来说,主要在用于形成下一标记的预热中使用,对于使用了相变记录膜的可擦写型光盘来说,主要用于消除标记使其变化为空白,由此直接进行擦写。冷却功率PC是冷却脉冲的功率,对于一次写入光盘来说,主要为了切断向后续标记记录部的热扩散,降低热干扰的目的而使用,对于可擦写型光盘来说,主要为了通过记录膜的加热后的急冷却来形成非晶的标记而使用。此外,上述各功率水平与标记长度无关,使用一样的值。
另外,作为与脉冲的定时相关的参数,有第一脉冲的起始位置dTtop、第一脉冲的时间宽度Ttop、多脉冲的时间宽度TMP、最终脉冲的时间宽度TLP以及冷却脉冲的结束位置dTS(dTE)。在此,dTtop以及dTS(dTE)以记录数据的NRZI通道比特信号为基准,如图43所示那样定义。这些参数的调整单位为通道比特周期的1/16。
上述脉冲参数中的、主要决定记录标记的前边缘的形成条件的dTtop以及Ttop和主要决定记录标记的后边缘的形成条件的TLP以及dTS(dTE),对于良好地保持记录的信息的品质来说是重要的。因此,在BD中使用根据记录标记的长度以及先行或后续的空白的长度使上述参数自适应地变化的自适应型记录脉冲。dTtop以及Ttop的值按照记录标记的长度和记录标记紧前面的空白(先行空白)的长度的组合的模式来分类指定,TLP以及dTS(dTE)的值按照记录标记的长度和标记紧后面的空白(后续空白)的长度的组合的模式来分类指定。另外,虽未图示,但TMP不根据标记长度或空白长度分类,对于4T以上的全部标记指定一样的值。
在上述那样的高密度条件下,为了形成的记录标记细化,需要比以往更高精度地决定记录脉冲的照射条件(以下称为记录条件)。另一方面,光盘装置的光斑的形状根据光源的波长、波像差、聚焦条件、盘的倾斜等而变动。另外,根据环境温度或随时间变化,半导体激光器的阻抗或量子效率发生变化,因此记录脉冲的形状也变动。这样,用于对应于针对每个个体、每种环境而变动的光斑的形状和记录脉冲的形状,始终获得最佳的记录条件的调整技术一般被称为试写。随着记录密度的提高,基于试写的记录条件的调整技术的重要度增加。
记录条件的调整技术大致分为两种方法。一种是以比特错误或字节错误率为指标的方法,另一种是使用跳动(jitter)等统计性指标的方法。前者对于所记录的数据关注以小概率发生的现象,后者关注所记录的数据的平均的品质。例如,当考虑一次写入光盘时,当在使记录条件变化的同时在多个位置对数据进行了记录再生的情况下,在前者中即使是最佳的记录条件,当记录的位置存在指纹时比特错误或字节错误也增大,因此,无法选择前者。所谓最佳的记录条件,应该是使通过该条件记录的数据的平均的品质为最佳的记录条件,因此,在光盘那样无法避免介质缺陷、指纹、尘埃等的影响的存储系统中,可以说使用统计性指标的方法是优秀的。
作为对应于PRML方式,以统计方式评价所记录的数据的品质的方法,具有在Jpn.J.Appl.Phys.,Vol.43,p.4850(2004)(非专利文献2)、日本特开2003-141823号公报(专利文献1)、日本特开2005-346897号公报(专利文献2)、日本特开2005-196964号公报(专利文献3)、日本特开2004-253114号公报(专利文献4)以及日本特开2003-151219号公报(专利文献5)等中记载的技术。
在专利文献1中公开了使用与最大似然的状态迁移列对应的似然Pa和与第二似然的状态迁移列对应的似然Pb,根据|Pa-Pb|的分布来评价再生信号的品质的技术。在非专利文献2中公开了以下技术:把从再生信号取得的2值化比特列(与最大似然的状态迁移列对应)的目标信号和再生信号的欧氏距离(与Pa对应)与关注边缘移动1比特后的2值化比特列(与第二似然的状态迁移列对应)的目标信号和再生信号的欧氏距离的差(与Pb对应)的绝对值,减去两个目标信号间的欧氏距离得到的值定义为MLSE(Maximum LikelihoodSequence Error:最大似然序列误差),针对每种记录模式调整记录条件,以使MLSE的分布的平均值成为零。
在专利文献2中公开了以下技术:关注边缘移动,使用在再生信号的边缘部向左右移动的错误模式中包含虚拟的1T游程长的模式,并且根据边缘移动的方向求出带符号的序列误差的差,由此求出边缘移动量,为使其接近零而调整记录条件。该评价指标被称为V-SEAT(Virtual state based Sequence Error forAdaptive Target)。在专利文献3以及专利文献4中公开了以下技术:通过利用预先容纳了正确模式和对应的错误模式的组合的表,计算再生信号和正确模式以及错误模式的欧氏距离的差,求出根据其平均值和标准偏差求出的推定比特错误率SbER(Simulated bit Error Rate)。
在专利文献5中公开了以下技术:根据再生信号与正确模式以及错误模式的欧氏距离的差,分别求出关注边缘向左侧进行了移动时的错误概率和向右侧进行了移动时的错误概率,调整记录条件以使哪一个变得相等。因此,使用预定的再生信号、与该再生信号的信号波形模式对应的第一模式以及该第一模式以外的与再生信号的信号波形模式对应的任意模式(第二或第三模式)。首先,求出再生信号与第一模式之间的距离Eo和再生信号与任意模式之间的距离Ee之间的距离差D=Ee-Eo。然后,针对多个再生信号的样本求出距离差D的分布。然后,根据求出的距离差D的平均M和求出的距离差D的分布的标准偏差σ的比,决定再生信号的品质评价参数(M/σ)。并且,根据用品质评价参数表示的评价指标值(Mgn)判断再生信号的品质。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-141823号公报
专利文献2:日本特开2005-346897号公报
专利文献3:日本特开2005-196964号公报
专利文献4:日本特开2004-253114号公报
专利文献5:日本特开2003-151219号公报
非专利文献
非专利文献1:電子情報通信学会論文誌C Vol.J90-C,p.519(2007)
非专利文献2:Jpn.J.Appl.Phys.,Vol.43,pp.4850(2004)
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1中记载的最大似然的状态迁移列和第二似然的状态迁移列以及专利文献3中记载的正确模式和错误模式,分别在应该测定与再生信号的距离的目标比特列的含义方向相同。专利文献2以及专利文献5中有3个目标比特列,但是为相同的含义。以下,将它们总称为评价比特列。另外,在本发明中以BD系统为基础,目标是实现30GB以上的大容量化,因此,以下以调制符号的最短游程长2T为前提来进行说明。
如非专利文献1中记载的那样,为了实现高密度记录,应用约束长度为5以上的PRML方式。如上所述,在BD的光学系统条件(波长405nm、物镜数值孔径0.85)下在线方向提高了记录密度的情况下,容量约为31GB以上,2T重复信号的振幅变为零。此时,作为PRML方式,公知适合采用2T重复信号的目标振幅为零的PR(1,2,2,2,1)方式等。作为与PR(1,2,2,2,1)方式对应的再生信号的品质的评价方法,有在专利文献3和专利文献4中公开的SbER。SbER作为除2值化比特列(正确模式)以外第二似然的评价比特列(错误模式),使用与正确模式的汉明距离为1(边缘移动量)、汉明距离为2(2T数据的移动量)、汉明距离为3(2T-2T数据的移动量),将各自的分布视为高斯分布,根据其平均值和标准偏差使用误差函数来推定比特错误率。
以BD标准为基础,说明为了实现记录容量在30GB以上的光盘系统而需要的高精度的记录条件的调整技术所要求的性能。其中,关于至少根据调整结果记录的数据的品质,要求(1)SbER等或比特错误率等足够小以及(2)在1台驱动装置中记录的数据的品质在其它驱动装置中,SbER等或比特错误率也足够小。要求性能(1)是理所当然的事项,但是要求性能(2)是在能够更换盘介质的光盘系统中特别要求的性能。至少可以说不满足两个要求性能的记录条件的调整方法不适合于高密度光盘系统。
从以上的两个要求性能的观点出发,说明根据现有技术与它们的组合类推的技术的课题。
首先,说明在BD中使用提高了线记录密度的实验和仿真结果,以相当于30GB/面以上的记录密度实施了记录再生时发生的各种现象。
图2是汇集了使用试制的3层结构的一次写入光盘样品测定的记录功率和比特错误数的关系的实验结果。在试制盘中使用的记录材料是Ge类化合物薄膜,将各层的层间隔设为14μm以及18μm来形成3层结构,把从光头看来到最内侧的层为止的透明覆盖层的厚度设为100μm。轨道间距为320nm。记录再生条件设为数据传输速度为BD的2倍速的条件,将检测窗宽度1T设为约56nm,达到了相当于33GB的记录密度。作为记录脉冲,使用了在3个功率水平(峰值功率、辅助功率、低谷功率)之间调制得到的一般的多脉冲型记录脉冲。作为再生信号处理系统的结构,使用了8比特的A/D变换器、21抽头的自动均衡器、PR(1,2,2,2,1)方式的维特比解码器。比特错误率的最小值在各层中都为10-5以下。比特错误率达到最小的峰值功率值在L0、L1、L2层中分别为13.5mW、15.5mW、11.5mW。附图是对L0层中使3个功率的比率恒定来使记录功率变化时的比特错误进行汇总,是关于除了边缘移动以外从1个到4个连续的2T一起移动(滑移)的情况进行调查的结果。由该图可知,根据记录功率的偏移,不仅是边缘移动,连续的2T一起移动时的错误频率也同等以上较大。这是由于2T-2T信号的振幅为零以及在PR(1,2,2,2,1)方式时,相对于针对边缘移动的欧氏距离为14,连续的2T一起移动的时的欧氏距离减小到12导致的结果。
图3是汇总了SNR和SbER的关系的仿真结果。在此,通过线性衍射仿真器求出对记录标记进行再生时获得的脉冲响应,通过与记录比特列的卷积运算计算出理想地实施了记录时的再生信号。将噪音作为白噪音相加,将SNR决定为8T重复信号的零峰振幅(zero-to-peak amplitude)与噪音的标准偏差的比。通过使用PR(1,2,2,2,1)方式的再生信号处理系统对其进行处理,计算出比特错误率以及SbER等。在专利文献3中公开了2T的连续数直到2为止的情况下的评价模式,在此将2T的连续数扩展到6(汉明距离1~7)来使用该评价模式。由于单位汉明距离的评价模式的数量为18,因此其总数为252。由图可知,在2T的连续数2(汉明距离3)以上,SbER的值大致恒定。结果,似乎与图2的实验结果矛盾,但并不矛盾。在SbER的计算中,在定义上考虑了评价模式的存在概率来推定比特错误率,因此即使是2T的连续数到2为止的评价也可以推定全体的比特错误率。
图4是表示比特错误率和SbER的关系的实验结果。在此,在L0层中以包含串扰的影响的方式进行连续5轨道的记录,在中心的轨道中提供各种记录再生应力来进行了实验。具体的应力是盘的径向倾斜(R-tilt)、切向倾斜(T-tilt)、聚焦偏移(AF)、光头的光束扩展器的操作引起的球面像差(SA)以及记录功率的变化(Pw)。关于径向倾斜还表示了L2层的结果。由图可知,比特错误率和SbER的相关非常良好。比特错误率在10-5附近波动大的原因主要是试制介质的缺陷的影响。
根据这些实验和仿真的结果可知,在实现33GB/面的记录容量的高密度记录再生条件下,作为比特错误,不仅是边缘移动(汉明距离1),还需要至少进行直到2T的连续数2(汉明距离3)的错误的评价。特别是在仅关注边缘移动来评价再生信号的品质的方法中,不能说比特错误率和SbER的相关充分。
接着,说明与高密度化相伴的欧氏距离差的分布。在此涉及的欧氏距离差,是从再生信号与错误目标信号的欧氏距离中减去再生信号与正确目标信号的欧氏距离得到的值,在专利文献1中被定义为|Pa-Pb|,在专利文献3以及4中被定义为D。另外,在此为了考察理想的记录状态,使用了上述的仿真。将SNR设为24dB,使记录密度在相当于25到36GB/面的范围内(T=74.5nm~51.7nm)变化,求出2T的连续数直到2为止的欧氏距离差的分布。再生信号处理系统的结构如上所述。图5表示结果。该分布有时被称为SAM分布。如上所述,这与PR(1,2,2,2,1)方式中,边缘移动的理想欧氏距离=14,2T移动以及2个连续2T移动时的理想欧氏距离=12不同,因此,为了将它们汇总显示,将各欧氏距离差除以理想欧氏距离进行标准化后显示。在该图中,距离差为零(左侧的端)或负时的统计的概率相当于比特错误率。由图可知,由于记录密度的提高,即使是相同SNR,分布的范围也增大。这表示对应于记录密度的提高,错误率增加,成为合理的结果。另一方面,当关注各分布的平均值(大致等于峰值)时,在边缘移动的情况下,在1(=理想欧氏距离)的附近恒定。但是,在连续的2T移动的情况下可知随着2T的连续数1个、2个地增加,并且随着记录密度提高,峰值向着接近零的方向移动。该现象的理由可以认为依存于自动均衡器的处理能力。如上所述,自动均衡器进行工作,使再生信号与正确目标信号的RMS误差达到最小。另一方面,其采样间隔在1T中为有限的值,因此,通过采样处理仅可以进行采样频率的1/2为止的范围内的离散的频率特性运算。这样,在通过自动均衡器获得的滤波特性中存在限制,因此,在再生信号中包含的2T的连续数大的模式区间中再生信号的高频成分增大,结果,因为接近自动均衡器的处理能力的边界,所以可以认为与理想欧氏距离的偏移增大。如后所述,由于记录密度的提高,欧氏距离差的分布峰值(或平均值)向比理想欧氏距离小的一侧移动的现象,是关于记录条件的调整技术非常重要的事项。在以上表示的公知文献中附记了没有与该现象相关的记载。
根据以上的实验和仿真的结果,从上述两个要求性能的观点出发,总结了从现有技术和它们的组合类推的技术的课题。
(1)非专利文献2中记载的方法
在非专利文献2中记载了以下技术:根据专利文献1中记载的技术,关注边缘移动来进行调整,以使欧氏距离差的分布的平均值成为理想欧氏距离。在“非专利文献2的式(1)”中如下定义了特定的边缘移动量MD。
[数学式1]
MD = | Σ 1 4 ( X - P A ) 2 - Σ 1 4 ( X - P B ) 2 | - d min - - - ( 1 )
在此,X是再生信号的水平,PA以及PB分别是与2值化后的比特列(最大似然的状态迁移列)对应的目标信号水平以及与进行了1比特边缘移动后的比特列(第二似然的状态迁移列)对应的目标信号水平,dmin是与边缘移动对应的理想欧氏距离。当按照图5所示的结果进行补充时,本方法是与为了使边缘移动的分布成为理想欧氏距离(=1)而调整记录条件相对应的方法。另一方面,在图3中表示了在高密度记录条件下仅关注边缘移动的情况下,与SbER(或比特错误率)的相关不充分。根据该结果可知,仅关注边缘移动的本方法,在高密度记录条件下,不充分遵守以上的要求性能(1)。另外,在“非专利文献2的表2”中表示在2T连续2个的地方、即先行空白为2T时的2T标记的前边缘(Tsfp(2s,2m))以及后续的空白为2T时的2T标记的后边缘(Telp(2s,2m))中不存在调整指标,关于这一点,鉴于图2所示的结果,可以说本方法无法充分适应2T的错误大的高密度记录条件的情况。
(2)专利文献2中记载的方法
专利文献2中记载的方法也是仅关注边缘移动获得记录调整的指标的方法,但是,通过导入虚拟的1T标记或空白,针对2T连续2个的地方也能够进行记录调整。但是与上述相同,由于仅关注边缘移动,因此不能说与SbER(或比特错误率)的相关良好,因此可知本方法也不充分遵守要求性能(1)。
(3)专利文献5中记载的方法
专利文献5中记载的方法是以满足游程长度限制的方式选择了错误比特列,因此,不仅是边缘移动即使关于2T连续移动的案例,指标与SbER(或比特错误率)的相关优秀的方法。在本方法中,如“专利文献5的图3”所示,为了调整包含2T标记的记录条件,在关注的标记边缘向左侧移动的情况下和向右侧移动的情况下,评价的错误比特列和正确比特列的汉明距离不同。例如,根据非专利文献2的记载,当尝试观察Tsfp(3s,2m)时,所记载的比特列如下。
[表1]
Figure BDA00001780155600101
当考虑PR(1,2,2,2,1)方式时,在左移动比特列的情况下,与正确比特列的汉明距离为1,欧氏距离为14。在右移动比特列的情况下,与正确比特列的汉明距离为2,欧氏距离为12。从图5所示的结果来看,当汉明距离不同时,各自的分布的平均与标准偏差的值不同。在专利文献5中,为了应对该课题而引入了SbER的概念,使用误差函数来推定各自的错误概率,将两者的错误概率相等的条件作为调整目标。根据本方法,认为能够确定使SbER(或比特错误率)成为最小的记录条件。另一方面,如上所述,图5所示的仿真结果是在理想的状态(边缘移动=0)下形成了记录标记时的结果。从图5来看,根据汉明距离的差异,中心值与标准偏差不同。因此,根据专利文献5中记载的方法,为使3个分布的错误概率(欧氏距离差为0以下的概率)相等,需要改变记录标记的形成条件。按照上述的与保证盘的互换性相关的要求性能(2),关于该方法作为高密度光盘的记录条件的调整方法是否理想还留有疑问。为了针对这一点进行定量的考察,使用所述的仿真来进行了研究。
为了定义通过专利文献5的方法检测出的边缘移动量,进行了概念的扩展。根据“专利文献5的式(13)”,边缘移动相当量Ec如下定义。
[数学式2]
Ec=(σ3*M22*M3)/(σ23)       (2)
在此,M2、M3以及σ2、σ3分别是关注边缘向左右移动1比特的情况下的欧氏距离差的分布的平均以及标准偏差。如上所述,用理想欧氏距离对两个分布进行标准化,获得图5的结果。同样认为理想欧氏距离相当于1T,若将M2、M3、σ2、σ3分别通过理想欧氏距离进行标准化后使用,则可以根据边缘移动相当量Ec计算时间轴方向的边缘移动Ec’。
图6表示通过仿真求出的分布,可知获得了与“专利文献5的图6”中示意性地表示的结果相同的结果。图7表示对于使SNR变化时的Ec’的值进行调查得到的结果。从图中可知,根据SNR的变化,Ec’的值大幅度变化。在光盘装置中,针对每个个体或者根据温度等环境条件,光斑的形状或光电变换放大器的SNR变化。如果是硬盘装置那样无法更换盘介质的存储设备,则为了在该盘装置中SbER(或比特错误率)成为最小,调整记录条件是最佳的方法。但是在光盘那样可更换介质的存储系统中,可以说仅该驱动器的SbER(或比特错误率)成为最小是不够的。鉴于上述的要求性能(2),本方法作为高密度记录条件下的记录条件的调整方法,可以说具有改善的余地。
而且,关于本方法还说明了按照要求性能(1)有改善的余地。在Tsfp(3s,2m)的评价中使用的比特列如上所述。另一方面,如专利文献4中记载的那样,在SbER的计算中还使用下面的评价比特列。
[表2]
这是关注的2T标记后续的空白为2T的情况。关于左移动比特列,与上述相同,与正确比特列的汉明距离为1,欧氏距离为14。另一方面,在右移动比特列的情况下,与正确比特列的汉明距离为3,欧氏距离为12,汉明距离与前面所述的不同。根据要求性能(1),希望记录调整用的评价指标与再生信号品质的评价指标SbER(或比特率)的相关足够大。因此,在记录调整用评价指标中,需要评价比特列以再生信号品质的评价指标为基准。在使用关注边缘向左右进行了边缘移动的目标信号的评价指标中,如该例那样,关于生成左移动汉明距离1、右移动汉明距离2、3和多个组合这一点,在专利文献5中没有解决手段的相关记载。关于这一点,也可以说本方法有改善的余地。
(4)基于现有技术的组合的方法
在非专利文献2中记载了以下技术:根据专利文献1中记载的技术,关注边缘移动来进行调整,以使欧氏距离差的分布的平均值成为理想欧氏距离。使其适应于“专利文献5的图3”所示的评价比特列,容易类推出为了使各分布的平均值成为理想欧氏距离而进行调整的方法。但是如图5所示,当提高记录密度时,各分布的平均值从理想欧氏距离向减小的方向偏移。同样,各分布的平均值也根据SNR而变化。图8表示通过实验确认该现象的结果。这是在上述试制3层盘的L0中一边使再生功率变化一边实施再生实验而获得的实验结果。图的横轴将再生功率1.2mW表示为100%。再生信号振幅与再生功率成比例,但光检测器的噪音(放大器噪音)恒定,因此,本实验是通过使再生功率变化来使再生信号的SNR变化的结果。从图中可知,各分布的平均值比理想欧氏距离(=1)小,并且与再生功率减小相对应地减小。关于该方法,还可知基于驱动装置的状态的SNR的差异会影响在记录调整中使用的指标。
(5)使SbER最小的方法
如图4所示,在33GB/面的实验中,SbER与比特错误率表示出良好的相关。因此,考虑不使用用于记录调整的评价指标,而对于记录条件的全部组合,进行记录再生选择得到最小的SbER的条件的方法。但是,如光盘介质那样在记录调整用区域(试写区域)的大小受限制时,实质上无法一边任意改变记录条件一边检索SbER成为最小的条件。原因在于无法获得与用于使记录的标记的边缘接近理想状态的方向相对的信息。如以上表示的现有技术那样,只有能够根据记录脉冲的各参数分别独立地量化从目标值的偏移的方法,才是能够应用于光盘装置来实施试写的方法。另外,在一边重复盘的试制一边谋求其性能提高的情况下,也希望在短时间内完成记录条件的调整。在这个意义下,也希望满足所述要求性能(1)和(2)、并且能够根据记录参数分别独立地调整的新的用于记录调整的指标及其调整方法。
接下来,使用现有的BD的记录策略,从记录脉冲的观点说明用于在记录容量在30GB以上的高密度光盘中得到良好的记录品质的课题。
图44是一边使与4T标记对应的脉冲列的最终脉冲的时间宽度TLP变化,一边在光盘介质中记录随机数据,根据该部位的再生信号波形测定4T标记的后边缘的边缘移动的值所得的结果。在此,作为记录策略,使用现有的BD的N-1记录策略,将TLP的调整单位设为通道比特周期的1/16。关于TLP,不进行基于后续空白长度的分类,对于全部的4T标记记录脉冲指定了一样的值。另外,作为边缘移动,使用了专利文献2中公开的V-SEAT的边缘移动。本实验的条件与使用上述的试制盘的实验中的条件相同。
根据图44,在使用现有的BD的记录策略的情况下,当使最终脉冲结束位置变化1个单位(通道比特周期的1/16)时,边缘移动变化约16个百分点。为了获得良好的记录品质,希望边缘移动的值在±5%以内,但是在使用现有的BD的记录策略时的边缘移动变化率中难以将边缘移动的值始终收敛到±5%以内。
在使用现有的BD的记录脉冲波形的情况下,记录标记的后边缘的边缘移动变化率增大的原因在于,作为与记录标记的后边缘的形成相关的参数仅有最终脉冲的时间宽度TLP,因此,当使最终脉冲的结束位置变化时,最终脉冲的时间宽度也变化。即,通过最终脉冲的时间宽度变化,注入到记录标记的后边缘形成部的热能大幅度变化,因此认为边缘移动的变化率增大。
在记录容量在30GB以上的高密度光盘中,在盘中记录的数据的比特长度比现有的BD减小,因此更容易受到记录前后标记时的热的影响。因此,在高密度光盘中使用的记录脉冲中,要求可以比现有的BD更高精度地控制记录标记的边缘位置。
针对该课题,还考虑到将记录脉冲的调整单位设为比通道比特周期的1/16小的单位、例如通道比特周期的1/32,但是在这种情况下,应该在盘的控制信息区域中存储的脉冲参数的数据量增加,因此,希望可以将记录脉冲的调整单位维持在通道比特周期的1/16,高精度地控制记录标记的后边缘位置。
如上所述,根据BD系统,关于与容量在30GB/面以上的高密度记录条件对应的记录条件的调整,在现有技术中存在在兼顾确保调整性能和介质互换性的方面不充分的课题。本发明要解决的课题是提供解决这些课题的新的记录调整用评价指标和方法、以及提供使用该方法的光盘装置。另外,提供在记录脉冲调整单位为通道比特周期的1/16的条件下也能够高精度地控制标记的边缘位置的记录方法。
用于解决课题的手段
在本发明中,以BD系统为基础,目标在于谋求30GB以上的大容量,因此,以下以调制符号的最短游程长为2T作为前提来进行说明。另外,如上所述,根据实验结果,将2T的连续数设为直到2的SbER与比特错误率良好地一致,因此,作为再生信号品质的评价指标,以SbER为前提说明本发明的记录调整用的评价指标。与SbER相同,如果是根据目标信号与再生信号的欧氏距离以统计方式评价再生信号品质的指标、或直接评价比特错误率的指标等,则通过本发明调整记录条件,能够获得良好的结果。
以下,对上述课题进行整理。
(课题1)关于根据调整结果记录的数据的再生互换性
需要是调整目标点不依存于SNR的变化而恒定的评价指标和调整方法。
(课题2)关于根据调整结果而记录的数据的品质
为了保证SbER足够小,需要至少连续的2T的数量直到2个为止的评价比特列与SbER的评价比特列一致或者实质上一致。
(课题3)关于短时间内的记录调整的实现
需要是对应于记录脉冲的条件、或自适应型记录脉冲的各参数能够分别独立地评价的评价指标和调整方法。
(课题4)关于标记的后边缘位置控制的高精度化
需要在记录脉冲调整单位为通道比特周期的1/16的条件下也高精度地控制标记的后边缘位置。
构成本发明的课题解决手段的基本的概念是:在遵从两个目标信号和再生信号的欧氏距离的差的评价指标中,将与关注的边缘的移动对应的成分和依存于SNR的成分进行分离来进行评价。为了容易理解本发明,首先表示满足这些课题的评价指标的定义,然后表示满足了课题。
以下,设再生信号为W,从再生信号获得的2值化比特列的目标信号为T,使2值化比特列的关注的边缘向左移动了1比特并且满足游程长度限制的比特列的目标信号为L,使2值化比特列的关注的边缘向右移动了1比特并且满足游程长度限制的比特列的目标信号为R。将W、T、R、L间的欧氏距离表示为ED(W,T),ED(W,R)。将关于关注的边缘向左移动的误差的评价值设为xL,将关于其向右移动的误差的评价值设为xR,将它们称为等价边缘移动,以下进行定义。
[数学式3]
xL = 1 2 ( 1 - ED ( L , W ) - ED ( T , W ) ED ( T , L ) ) - - - ( D 1 )
xR = 1 2 ( 1 - ED ( R , W ) - ED ( T , W ) ED ( T , R ) ) - - - ( D 2 )
将关注的边缘的边缘移动量称为扩展边缘移动量D,以下进行定义。
[数学式4]
D = xR - xL 2 - - - ( D 3 )
将与关注的边缘的错误概率相当的修正量称为SNR因数S,以下进行定义。
[数学式5]
S = xR + xL 2 - - - ( D 4 )
关于关注的边缘和标记长度以及先行(或后续)的空白长度相同,即在相同的记录脉冲条件下记录的边缘的集团,将记录调整中使用的边缘移动量D的统计平均值设为Δ,以下进行定义。
[数学式6]
Δ = Σ n = I N D n - - - ( D 5 )
其中,N是测定的边缘的总数,Dn是第n个边缘的扩展边缘移动量。
而且,将与关注的边缘的错误概率相当的跳动值作为σ,以下进行定义。
[数学式7]
σ = 1 N ( Σ n = 1 N D n 2 + Σ n = 1 N S n 2 ) - - - ( D 6 )
其中,Sn是第n个边缘的SNR因数。
以下,将通过式(D1)到式(D6)定义的本发明的评价指标称为L-SEAT(run-length-Limited Sequence Error for Adaptive Target),将式(D5)中定义的Δ称为L-SEAT移动,将式(D6)中定义的σ称为L-SEAT跳动。
本发明的记录条件的调整方法是在使记录脉冲的条件变化的同时进行记录再生,关于对应的边缘选择使L-SEAT移动的绝对值以及L-SEAT跳动的值为最小的记录脉冲的条件。
以下,说明本发明的记录条件的调整方法满足所述(课题1)到(课题3)。在专利文献1至5中,在PRML方式中用欧氏距离差来表示误差容限。以下,为了简化说明,如下那样,将与关注的边缘向左右移动的误差相关的欧氏距离差用理想欧氏距离进行标准化后所得到的值分别定义为dEDL、dEDR。
[数学式8]
dEDL = ED ( L , W ) - ED ( T , W ) ED ( T , L ) - - - ( 3 )
dEDR = ED ( R , W ) - ED ( T , W ) ED ( T , R ) - - - ( 4 )
(课题1)关于根据调整结果而记录的数据的再生互换性
如上所述,在记录调整用的评价指标中,边缘移动的评价指标需要不依存于SNR的变化而恒定。各欧氏距离差的分布,根据SNR,平均值发生变化。W、T、L、R是与多个时刻t(t=t0+1,t0+2,t0+3,t0+4,t0+5)相对的信号水平,因此,尝试将其作为多维空间的坐标。为了简化,当考虑汉明距离1的右移动误差时,在PR(1,2,2,2,1)方式中可以设为T(T1,T2,T3,T4,T5)、W(T11,T22,T33,T44,T55)、R(T1+1,T2+2,T3+2,T4+2,T5+1)。而且,当考虑将该5维空间的原点设为T的坐标系时,当将W、R的位置矢量(=坐标)重新设为W、R时,成为W(δ1,δ2,δ3,δ4,δ5)、R(1,2,2,2,1)。图9示意性地表示包含T、L、R的平面中的它们的关系。图中x轴取线段RT的方向,以点R为1的方式进行了标准化。另外,y轴设为与x轴垂直的方向,因此,需要注意y轴根据W的值而变化,并非表示恒定的方向。与W、T、R相关的欧氏距离中存在以下的关系。
[数学式9]
ED(T,W)+ED(R,W)≥ED(T,R)       (5)
即,从T向W的欧氏距离和从R向W的欧氏距离的总和未必与从T向R的欧氏距离一致。
在图9中还示意性表示了物理记录的标记的边缘移动的测定。在这种情况下,当将从目标值T(原点)到测定的记录标记的边缘的距离设为x时,从向右移动了1T的目标值R到记录标记的边缘的距离成为(1-x),两者的总和必定为1(=1T,T为检测窗宽度)。基于记录脉冲的边缘控制一般是向时间方向的移动控制,采用了与这种物理记录的标记的边缘移动相关的线性的测定的概念。
因此,在PRML的欧氏距离(线段的长度的平方值)的定义中,若将矢量TW向x轴上的投影成分设为xR,则矢量RW向x轴上的投影成分成为(1-xR),可以使两者的和为1。xR作为矢量TR和矢量TW的内积值,可以使用T、R、W间的欧氏距离如下这样计算。
[数学式10]
xR = δ 1 + 2 δ 2 + 2 δ 3 + 2 δ 4 + δ 5
= 1 2 ( 1 - { ( 1 - δ 1 ) 2 + ( 2 - δ 2 ) 2 + ( 2 - δ 3 ) 2 + ( 2 - δ 4 ) 2 + ( 1 - δ 5 ) 2 } - ( δ 1 2 + δ 2 2 + δ 3 2 + δ 4 2 + δ 5 2 ) 14 )
= 1 2 ( 1 - ED ( R , W ) - ED ( T , W ) ED ( T , R ) )
= 1 2 ( 1 - dEDR ) - - - ( 6 )
这是在式(D2)中定义的等价边缘移动xR的意思。等价边缘移动的计算,在汉明距离为2或3的情况下也可以同样地计算。式(6)的第2项是将图5所示的欧氏距离差用理想欧氏距离进行标准化后得到的结果。xR是W向TR方向的成分值,同时包含与PRML的错误概率相关的项。通过自然的扩展,可以使用向左侧进行了移动的目标L通过式(D1)计算等价边缘移动xL。
另一方面,由于W的坐标根据SNR的值而变化,因此,等价边缘移动的值针对测定的每个边缘而变化。但是,如上所述,等价边缘移动在TR线段上线性加法运算成立,因此,通过求出其平均值能够不依存于SNR地评价记录标记的边缘移动。
接着,表示欧氏距离差的平均值根据SNR变化的课题的应对方法。如上所述,该现象的主要原因是通过自动均衡器获得的滤波器的频率特性受到采样定理限制,从而发生该现象。因此,对于关注的边缘,其向左右进行了移动时出现的平均值的变化相等。如图5所示,还推测出分布的平均值的变化,可以针对每个连续的2T的数量、即汉明距离进行分类。若将标准化的欧氏距离dEDL、dEDR的平均值分别设为ML、MR,将它们离开理想欧氏距离的偏移设为dM,将应该测定的边缘移动量设为Δ2,则以下关系成立。
[数学式11]
ML=1-Δ+dM        (7)
MR=1+Δ+dM        (8)
另一方面,公开了在专利文献2所公开的V-SEAT中仅关注边缘移动(汉明距离1)来计算标准化序列误差,赋予与左右移动对应的符号来进行加法平均的技术。例如,将右方向的等价边缘移动设为正,将左方向的等价边缘移动设为负是自然的。应用这一点,针对关注的边缘计算左右的等价边缘移动,如果将考虑与移动方向对应的符号进行加法平均的结果作为评价值,则可以使依存于SNR的欧氏距离差的分布的平均值的变化dM抵消。
[数学式12]
M R - M L 2 = Δ 2 - - - ( 9 )
同样,作为与关注的一个边缘相关的测定值,关于通过式(D3)定义的扩展边缘移动D,可知其是去除了依存于SNR的影响的边缘移动的评价值。在式(D5)中定义的L-SEAT边缘移动Δ,在统计上等价于在式(9)中定义的各个分布的平均值的差Δ2
图10是将L、R作为目标信号来表示等价边缘移动xL、xR的示意图。图中,考虑L和R的1个时刻的偏移,以T为原点表示与t(t=t0,t0+1,t0+2,t0+3,t0+4,t0+5)的6维对应的L、R、W的坐标。物理记录的标记的边缘移动x,使用从1T右侧的点R的距离(=1-x)和从1T左侧的点L的距离(=1+x),通过x={(1-x)+(1+x)}/2来求出。式(9)表示其与计量。另一方面,关于W、T、L、R间的欧氏距离,由于L、R中存在时刻偏移,因此线段TR和线段TL不处于几何学的直线上。使用两个矢量的内积求出两者所成的角度θ,如图所示在两者为边缘移动(汉明距离1)的误差时,cosθ如下。
[数学式13]
cos θ = vector ( T , L ) · vector ( T , R ) | vector ( T , L ) | | vector ( T , L ) |
= 0 - 2 - 4 - 4 - 2 - 0 14 × 14 - - - ( 10 )
= - 12 14
在此,vector(T,L)、vector(T,R)分别表示L、R的位置矢量,“·”运算符表示内积。若T是最大似然的目标信号,L和T分别是第二似然(错误概率最高)的目标信号,则从PRML方式中的错误率的观点出发,可以说为使扩展边缘移动D为零而调整记录条件是合理的。两个目标信号不处于几何学的直线上也可以说是PRML方式的边缘移动测定的特征。关于2T的重复数2(汉明距离1,2,3),在图11中总结了L、R和cosθ的关系。在图中,在L的汉明距离为1,R的汉明距离为3的情况下,cosθ>0,几何学上L和R所成的角度不到90度,但是作为L和R若选择错误概率最高的目标信号,则根据扩展边缘移动D的平均值Δ或L、R分布的平均值的差分Δ2可以测定关注的边缘的移动。
图12是表示dEDL和dEDR的关系的仿真结果。仿真条件如上所述,是在相当于33GB/面的记录密度下理想地记录了预定长度的记录标记时的结果。在此,设SNR为20dB。图中关于记录标记的前边缘,针对(a)Tsfp(2s,2m)、(b)Tsfp(2s,3m)、(c)Tsfp(3s,2m)以及(d)Tsfp(3s,3m)这4种情况各表示了1000个边缘的结果。在此,作为L和R的目标信号,使用汉明距离分别为(a)(2,2)、(b)(2,1)和(3,1),(c)(1,2)和(1,3)以及(d)(1,1)的目标信号。图中的虚线表示dEDL+dEDR=2,即与图10所示的物理的记录标记相关的测量值的保存关系等价的关系。从图中可知,各标绘点表示出大致沿虚线的相关关系,由于噪音的影响导致的再生信号的变动大致关于左移动和右移动是对称的。详细来看,如图12(b)、(c)所示,可知在左右的目标信号的汉明距离不相等时,是具有与虚线稍不同的斜率的分布。这对应于PRML方式的错误发生概率在左右的移动中不同,是关于物理的记录标记的测量和按照PRML方式的误差容限的测量的差异。专利文献2中公开的基于V-SEAT的边缘移动的评价,作为目标信号仅使用了汉明距离1的目标信号,因此,在图12(b)、(c)的情况下也仅可以实施沿着虚线的关系的测量。因此,本发明与现有技术相比能够更高精度地检测与左右的边缘移动对应的错误率的差异。这是本发明的第1效果。
图13是表示dEDL和dEDR的平均值和扩展边缘移动D的关系的仿真结果。仿真条件与图12相同。在此还针对(a)Tsfp(2s,2m))、(b)Tsfp(2s,3m)、(c)Tsfp(3s,2m)以及(d)Tsfp(3s,3m)这4种情况各表示了1000个边缘的结果。图中,dEDL和dEDR的平均值的分布(1)针对每种边缘模式幅度大不相同、以及(2)向比理想欧氏距离差=1小的一侧移动,这反映了图5的结果。与此相对照,扩展边缘移动D的分布不依存于边缘模式,(1)分布的幅度大致均匀、并且(2)分布的中心大致为零。图中用示意性的分布形状表示了这些差异。通过导入扩展边缘移动D获得的这两个效果分别是(1)通过等价边缘移动,作为矢量TR或矢量TL的内积值计算再生信号的移动并使其线性化、以及(2)附加符号来使左右的等价边缘移动平均化这两点带来的效果。
以上,图14表示对本发明的效果的总结。该图在图7所示的Ec’(专利文献5的方法)和SNR的关系中添加了式(D5)中定义的扩展边缘移动的平均值Δ。光盘装置是处理可移动介质的装置,因此需要能够对不特定多个介质在同样的记录条件下进行记录。但是,实际记录的信息的SNR根据光盘装置的工作环境或机械条件而发生变动。在现有方法的情况下,如图14所示,Ec’值根据SNR的变化而大幅度变化,这意味着理想的记录信号和实际在记录介质上记录的记录信号的差(在图14中以边缘移动为指标来评价)根据光盘装置的工作条件(SNR)而变动。另一方面,本发明的Δ值不依存于SNR的变化而大致恒定为零,这意味着即使光盘的工作环境变动,也可以在相同条件下进行记录。如上所述,在本仿真中对于理想地记录了预定长度的记录标记时的信号添加了随机噪音,对于该条件,边缘移动的评价值Δ大致为零的测量结果,从记录的数据的再生互换性的观点出发是非常优秀的。这是本发明的第2效果。
(课题2)关于根据调整结果记录的数据的品质
本发明的记录条件的调整的结果,SbER需要足够小。为了实现这一点,通过记录脉冲的调整使dEDL和dEDR达到最小,并且需要使T、L、R的评价比特列和SbER的评价比特列实质上等价。
最初对前者进行说明。目标信号T、L、R由于汉明距离的差异和时刻偏移,而不处于几何学的直线上,这与前面所述的相同。由此,等价边缘移动的绝对值相对于左右的移动不同。这一点是本发明的边缘移动测量的特征。当对N个边缘进行评价时,将第n个边缘的dEDL和dEDR的值设为dEDLn和dEDRn,当使它们的平均接近1时,用下式表示标准偏差σL、σR
[数学式14]
σ L = 1 N Σ n = 1 N ( dEDL n - 1 ) 2 - - - ( 11 )
σ R = 1 N Σ n = 1 N ( dEDR n - 1 ) 2 - - - ( 12 )
通过它们的合成标准偏差σLR来评价比特错误率。因此成为
[数学式15]
σ LR = 1 2 N Σ n = 1 N ( dEDL n - 1 ) 2 + ( dEDR n - 1 ) 2
= 1 4 N Σ n = 1 N { ( dEDR n - 1 ) - ( dEDL n - 1 ) } 2 + 1 4 N { ( dEDR n - 1 ) + ( dEDL n - 1 ) } 2
= 4 N Σ n = 1 N ( 1 - dEDR n 2 - 1 - dEDL n 2 2 ) 2 + 4 N Σ n = 1 N ( 1 - dEDR n 2 + 1 - dEDL n 2 2 ) 2
= 2 1 N Σ n = 1 N ( xR - xL 2 ) 2 + 1 N Σ n = 1 N ( xR + xL 2 ) 2
= 2 1 N ( Σ n = 1 N D n 2 + Σ n = 1 N S n 2 ) - - - ( 13 )
右边成为式(D6)所示的L-SEAT跳动的2倍的值。在此表示的系数2不是本质的系数,相对于在dEDL以及dEDR的分布中误差容限为1(理想欧氏距离=1),在L-SEAT中与现有的基于时间间隔分析器的跳动测定同样地,是由于误差容限为±1/2T而产生的系数。将两者设为高斯分布时的误差函数的错误率的值变得相等。可知L-SEAT跳动表示将图5所示的欧氏距离差的分布分别以平均值为1的方式进行重合时的合成标准偏差。因此,L-SEAT跳动可以说是对于SbER或比特错误率具有良好的相关的评价指标。进一步详细来说,由式(D4)可知,SNR因数根据定义,作为平均值具有与欧氏距离差的分布根据SNR或记录密度而从理想值1偏移的量相同的值。因此,式(D6)中定义的L-SEAT跳动中的SNR因数的贡献在于考虑了欧氏距离差的分布的平均值的偏移。如上所述,在本发明的L-SEAT中,可以将与关注的边缘的移动对应的成分(扩展边缘移动)和依存于SNR的成分(SNR因数)分离来进行评价。由此,可以同时提供不依存于个别的驱动装置SNR的再生互换性能优秀的移动调整和确保SbER或比特错误率的最小条件的这两个功能。即,本发明的L-SEAT与专利文献2中公开的包含V-SEAT的现有的记录调整用的信号评价指标相比,具有与跳动或SbER等现有的再生信号品质的评价指标的相关性,作为信号评价指标是优秀的。因此,根据本发明提供了目前没有的优秀的信号评价指标,这是通过本发明得到的第3效果。关于这一点的实验的验证,包括实验结果在后面进行说明。
接下来,说明与SbER等为了进行再生信号的品质的评价而使用的评价比特列的亲和性。专利文件1、3、4等中记载的再生信号的评价技术虽然结构分别不同,但是作为共通技术包含从PRML解码器输出的2值化比特列中检索、提取最大似然的第一评价比特列的步骤。评价比特列的长度M使用PRML方式的约束长度N和评价比特列中包含的2T模式的连续数N2T,能够一般化为M=2N-1+2N2T。在此,N2T是成为0、1、2、...的整数。N2T=0,1,2,根据前文的表述,分别对应于边缘移动、2T移动、2T追尾移动。另外,当N2T为0、1、2、3、4、5以及6时,汉明距离分别为1、2、3、4、5、6以及7,模式A和模式B的评价比特列之间的汉明距离成为(N2T+1)。通过从2M个比特列中提取出最大似然的第一评价比特列和离开第一评价比特列的目标信号的欧氏距离最小的目标信号所对应的第二评价比特列的关系的机械操作,可以容易地列举评价比特列。
图15是与约束长度5的PR(1,2,2,2,1)方式对应的评价比特列的例子,专利文件4中记载了同样的内容。如图所示,在使用约束长度为5的PRML方式从PRML解码器2值化比特列中检索、提取评价比特列来实施再生信号的品质评价的情况下,列举出针对每个汉明距离为18组,共计54组、即108个评价比特列。当进行再生信号的评价时,需要并行地实施这些评价比特列的检索、提取处理。
图16是从与图15所示的约束长度5的PR(1,2,2,2,1)对应的评价比特列中提取出公共项并整理后的结果。如图所示,与汉明距离1,2,3对应的108个评价比特列分别可以通过比特长度5,7,9的主比特列和在其两端附加的2比特的副比特列XX,YY来表现。在此,主比特列在汉明距离1的情况下为“00011”、“00111”、“11100”以及“11000”这4个,在汉明距离2的情况下为“0001100”、“0011000”、“1110011”以及“1100111”这4个,在汉明距离3的情况下为“000110011”、“001100111”、“111001100”以及“110011000”这4个,副比特列AA为“00”、“10”或“11”,副比特列BB为“00”、“01”或“11”。在此定义的主比特列的区间成为目标信号和再生信号的欧氏距离的计算区间。副比特列仅为了计算主比特列的端部的目标信号水平而需要的比特列,与多个目标信号之间的欧氏距离无关。这意味着可以认为副比特列决定用于决定目标信号的端部的水平的边界条件。
主比特列不依存于PRML方式的约束长度而决定。说明其理由。在最短游程长度m为2T的情况下,为了通过边缘移动表现1比特变化,比特列的最短长度为在最短游程长度的2倍上加1所得的值、即2m+1=5比特。它是主比特列的实体。同样,当使用评价比特列中包含的连续的2T的数N2T来一般化时,主比特列的长度为(2m+1+2N2T)。这样,主比特列具有根据评价比特列中包含的连续的2T的数量决定的最短的比特列的意思。另一方面,如上所述,与再生信号的欧氏距离的计算中需要的比特列的长度,使用PRML方式的约束长度N,为(2N-1+2N2T)。两者的比特列的长度的差为(2N-1+2N2T)-(2m+1+2N2T)=2(Nm-1),可知其必定为偶数。当最短游程长度m=2时,该值为2(N-3)。
如上所述,若使用不依存于PRML方式的约束长度N的主比特列和在主比特列的两端附加的长度(N-3)的副比特列,则能够整理并表现评价比特列。
这样,通过整理并记述评价比特列,能够进行再生信号品质的评价指标与本发明的关系的简化,并且在本发明中也可以谋求电路规模的削减。
图16中按照专利文献4的记载内容将评价比特列作为A、B的组来记述。从对再生信号进行2值化所得到的比特列中检索第一比特列(与目标信号T相当的评价比特列),然后生成第二似然的第二评价比特列(与目标信号L或R相当的评价比特列)来使用,在电路规模的削减方面是有利的。第一和第二评价比特列的汉明距离预先被决定,因此,将具有与汉明距离相同数“1”的比特列作为生成比特列,通过异或运算从第一评价比特列(T)开始实施,可以生成第二评价比特列。图17汇总了与汉明距离从1到7对应的主比特列。图中,在主比特列(Main bit array)的栏中列举了以上表示的主比特列。在此,在主比特列中决定并整理了汉明距离和从1到4的数量的组合的主比特列编号。如图所示,用于生成第二主比特列的操作,可以通过对针对每个汉明距离决定的生成比特列进行XOR运算来求出。关于第二主比特列的主比特列编号也有记载。
如上所述,若关于主比特列进行考察,可以说明SbER的评价比特列和本发明的评价比特列的亲和性。
首先,图18表示关于连续的2T的数在2以下的情况,列举了本发明的边缘评价的主比特列的表。在L-SEAT中同时生成L、R目标时,主比特列的长度比前面所述长度的各延长了1T,对应于汉明距离1、2、3分别为6、7、8。在此与图17同样,列举了在对再生信号进行2值化所得到的比特列中包含的主比特列和用于对其进行XOR运算来分别生成L、R用主比特的生成比特列。主比特列的总数为12,在各主比特中用下划线表示的比特表示要关注的边缘。与在此采用的主比特列和L、R相关的选择规则为使关注的边缘向左右移动1比特,并将满足游程长度限制,并且选择汉明距离为最小(比特反转数最小)的目标来作为L、R。另外,将记录标记作为“1”,将空白作为“0”来记述。在来自记录标记的反射光量比空白小的所谓高到低(High To Low)型的介质时,若将PR级别设为(1,2,2,2,1),则将主比特列的“1”和“0”反转以使记录标记为“0”,空白为“1”即可。或者,若将PR级别设为(-1,-2,-2,-2,-1),将脉冲响应的方向反转,则可以直接使用图18。以下,在本发明的说明中只要不特别指定就将记录标记作为“1”,将空白作为“0”来处理。
以下,关于N2T的最大值为2的情况说明图17所示的SbER计算的主比特列和图18所示的L-SEAT的评价主比特列的关系。图19是N2T=0,即汉明距离为1时的两者的比较。这是与3T以上的标记的前边缘相关的评价。关于SbER附记了进行评价的时刻t,关于L-SEAT附记了边缘的种类。如图所示,主比特列中包含的边缘为1个。在SbER和L-SEAT中都进行每边缘两个汉明距离的评价,主比特列相同。即,包含副比特列的两者的评价比特列一致。图中仅表示了前边缘,但是,若将“1”和“0”反转,则也可以作为后边缘来处理,此时,评价比特列的一致也是不言自明的。
图20是N2T=1,即汉明距离为2时的两者的比较。主比特列中包含的边缘为2个。在SbER和L-SEAT中都进行每边缘两个的汉明距离的评价,主比特列相同。当观察与时刻相对的评价的迁移时,如图中虚线箭头所示,可知在SbER的情况下按照L、L、R、R的顺序进行评价,L-SEAT按照L、R、L、R的顺序进行评价。关于将主比特列中包含的“1”和“0”反转后的模式也同样,评价比特列一致。
图21是N2T=2、即汉明距离为3时的两者的比较。主比特列中包含的边缘为3个。与以上的例子相同,在SbER和L-SEAT中都进行每边缘两个的汉明距离的评价,主比特列相同。当观察与时刻对应的评价的迁移时,如图中虚线箭头所示,在SbER的情况下按照L、L、R、R、R的顺序进行评价,L-SEAT按照L、R、L、R、L、R的顺序进行评价。关于对主比特列中包含的“1”和“0”反转后的模式也同样,评价比特列一致。
根据以上的研究可知,在N2T为2以下的情况下,用于计算SbER的评价比特列和图18所示的评价主比特列一致。同样,在N2T为3以上的情况下,作为L-SEAT计算用的主比特列,对于直到SbER和最大值相同的汉明距离为止的主比特列,选择满足游程长度限制并且使汉明距离为最小的主比特列来作为L、R的主比特列,同样可以使评价主比特列一致。后面说明N2T为3时的具体例。L-SEAT的基本概念为,如图5所示在欧氏距离差的分布的平均值与理想汉明距离的差不同的情况下,使用着眼于对称性使评价的边缘向左右移动后的目标信号,根据它们的分布的平均值的差分来评价边缘移动。按照该概念,通过在各时刻评价扩展边缘移动的方法(从式(D1)到式(D6)),或者评价独立计算出的欧氏距离差的分布的平均值(从式(7)到式(13))来评价边缘移动。另外,评价主比特列不限于图18所示的情况,可以使用包含N2T为3时的各种变形。
如上所述,对于图18所示的评价主比特列实施基于等价边缘移动的评价,由此,从评价主比特列的亲和性的观点出发,作为提高了与SbER或与其概念上共通的指标的相关性的评价指标可以提供L-SEAT。这是本发明中的第4改善点。
(课题3)关于短时间内的记录调整的实现
对应于记录脉冲的条件、或者自适应型记录脉冲的各参数,需要提供能够分别独立评价的评价指标和调整方法。作为一般的光盘装置,不仅对应于单一的标准,对于以CD、DVD、BD或者以BD为基础的高密度的光盘也需要同样地应对。根据这些标准,自适应型记录脉冲分别不同。另外,作为用于记录调整的评价指标,希望使用通过时间间隔分析器测定的时间轴方向的边缘移动以及跳动、V-SEAT、本发明的L-SEAT等分别适合的评价指标。为了实现这一点,首先作为记录调整用的参数表来选择即可。在此基础上,通过在前级配置针对再生信号的各边缘计算其边缘移动或SNR滤波器那样的评价值的电路,能够总括地对应。图22表示这种记录条件的调整用电路的模块结构的例子。图中,从光盘介质进行再生,实施了未图示的模拟滤波器处理后的再生信号51,通过A/D变换器21被变换为6到8比特的数字数据,在通过自动均衡器22均衡后通过PRML解码器23被2值化,输出2值化比特列52。记录条件调整用的信号品质的评价电路30由边缘品质评价电路40、41、42和选择器60以及记录脉冲品质评价表35以及定时调整器36构成。边缘品质评价电路40针对每个边缘进行CD\DVD用时间轴方向的边缘移动的评价,边缘品质评价电路41如BD那样进行V-SEAT的评价,边缘品质评价电路42如高密度BD那样进行L-SEAT的评价。通过各边缘品质评价电路,针对每个边缘进行边缘移动量、或者扩展边缘移动或SNR滤波器的计算。通过选择器60与进行记录再生的盘的种类对应地选择边缘品质评价电路的输出。在记录脉冲品质评价表35中,使2值化比特列52与从边缘品质评价电路输出的边缘的评价指标同步,进行与自适应型记录脉冲对应的模式的分类,分离为4×4表等,针对各表每个要素进行平均值或标准偏差的计算。通过CPU140一边参照该结果一边实施自适应型记录脉冲的各参数的调整处理。通过以上的结构,能够进行与多个光盘介质对应的自适应型记录脉冲的参数调整。通过这种结构能够并列地调整多个自适应型记录脉冲的参数,与使用单一的再生信号品质的评价指标的方法相比,能够在短时间内并且使用有限的试写区域来实施记录脉冲的条件调整。
(课题4)关于标记的后边缘位置控制的高精度化
接着,说明用于对于记录容量在30GB以上的高密度光盘,在记录脉冲的调整单位为通道比特周期的1/16的条件下也高精度地控制记录标记的边缘位置的手段。
在现有的BD的记录脉冲中,通过使最终脉冲的宽度变化来使最终脉冲的结束位置变化,因此,向标记的后边缘形成部分的热能的注入量变化,因此,存在标记终端位置相对于最终脉冲的结束位置的变化的变化率增大的课题。
因此,在本发明中导入了指定最终脉冲开始位置的参数dTLP。图45表示在现有的BD的记录策略中追加了本发明的dTLP的记录脉冲波形。dTLP以记录数据的NRZI通道比特信号为基准,如图45那样定义。
当在将TLP固定的状态下使dTLP变化时,可以不使最终脉冲的宽度变化而使最终脉冲的位置变化。在这种情况下,向记录标记的后边缘形成部的热能的注入量的变化小,因此可以减小标记的后边缘位置相对于最终脉冲结束位置的变化的变化率。此外,通过该方法,认为记录标记的后边缘位置发生变化的原因在于,由于最终脉冲前不久的间隙的大小发生变化,标记终端部分的最大到达温度变化。
图46是表示在本发明中导入的最终脉冲开始位置dTLP的参数表的图。以记录标记长度为3T、4T以及5T以上这3种,后续空白长度为2T、3T、4T以及5T以上的总共3×4种,分类指定dTLP的值。
接下来,表示导入了指定最终脉冲开始位置的参数dTLP的效果。图47是与图44所示的实验同样,一边使与4T标记对应的最终脉冲结束位置变换一边测定4T标记的后边缘的边缘移动的结果。在此,以两种方法使最终脉冲结束位置变换并且分别标绘结果。一种是根据现有的BD的记录脉冲,在固定了最终脉冲开始位置的状态下仅使最终脉冲宽度TLP变化,由此使最终脉冲结束位置变化的方法,另一种是根据本发明的记录脉冲,在固定了最终脉冲宽度TLP的状态下使最终脉冲开始位置dTLP变化,由此使最终脉冲结束位置变化的方法。最终脉冲结束位置的调整单位设为通道比特周期的1/16。使用的一次写入光盘样品或记录再生条件等的实验条件与上述的实验的情况相同。在此,使4T标记记录脉冲列的最终脉冲的时间宽度TLP与后续空白长度无关,一致地变化。另外,此时的TLP的值的调整单位遵从现有的BD,设为通道比特周期的1/16。
根据图47,在使用现有的BD的记录脉冲(TLP控制)使最终脉冲结束位置变化的情况下,使最终脉冲结束位置变化1单位时的记录标记的后边缘的边缘移动的变化约为16个百分点,与此相对,在使用本发明的记录脉冲(dTLP控制)的情况下为6个百分点。因此,通过使用本发明的dTLP,应该可以将边缘移动的值始终收敛在作为所述良好的记录品质的目标的±5%以内。
如上所述,基于BD系统,关于与容量达到30GB/面以上的高密度记录条件对应的记录条件的调整,解决前述的现有技术的课题,提供了(1)根据调整结果记录的数据的再生互换性优秀,(2)根据调整结果记录的数据的品质用SbER等的再生信号的评价指标测定,确保足够良好的结果,(3)能够短时间内实施自适应型记录脉冲的条件调整,并且(4)能够高精度地控制标记的后边缘位置的用于记录条件的调整的评价指标和调整方法、以及使用该调整方法的光盘装置。
本发明的主旨是在BD那样使用了最短游程长度为2T的符号的光盘中,使用与3种以上的汉明距离(对应于N2T=0,1,2)对应的目标信号评价再生信号的方法中,通过在各时刻评价扩展边缘移动的方法、或者评价独立计算出的欧氏距离差的分布的平均值的方法来评价关注的边缘的品质,基于此来调整记录条件的方法和安装了该方法的光盘装置。
发明效果
如上所述,通过本发明的以L-SEAT作为评价指标的记录条件的调整方法,可以提供在BD中实现相当于30GB以上的高密度记录的光盘装置。
附图说明
图1是表示用于实现本发明的光盘装置的再生信号评价电路的结构的框图。
图2是汇总了使用试制的3层结构的一次写入光盘样品测定的记录功率和比特错误数的关系的实验结果的图。
图3是汇总了SNR和SbER的关系的仿真结果的图。
图4是表示比特错误率和SbER的关系的实验结果图。
图5是表示记录容量和欧氏距离差的分布的关系的图。
图6是表示在通过仿真求出的Tsfp(3s,2m)的评价中使用的欧氏距离差的分布的图。
图7是表示SNR和Ec’的关系的图。
图8是表示再生功率和分布中心偏移的关系的图。
图9是表示等价边缘移动的示意图。
图10是表示等价边缘移动的示意图。
图11是表示汉明距离和cosθ的关系的图。
图12是表示dEDL和dEDR的关系的图。
图13是表示dEDL和dEDR的平均值和扩展边缘移动D的关系的图。
图14是表示SNR和Ec’以及扩展边缘移动D的平均值的关系的图。
图15是PR(1,2,2,2,1)对应评价比特列表。
图16是进行了特征提取的PR(1,2,2,2,1)对应评价比特列表。
图17是主比特列和第二主比特列生成操作表。
图18是表示评价主比特列(N2T max=2)的图。
图19是评价主比特列的比较图。
图20是评价主比特列的比较图。
图21是评价主比特列的比较图。
图22是评价电路的框图。
图23是表示评价主比特列(N2T max=3)的图。
图24是表示评价主比特列(N2T max=2)的另一实施例的图。
图25是表示评价主比特列(N2T max=3)的另一实施例的图。
图26是表示评价主比特列和记录脉冲表的对应的图。
图27是表示评价主比特列和记录脉冲表的对应的图。
图28是表示基于L-SEAT的边缘移动评价的图。
图29是表示基于L-SEAT的边缘移动评价的另一图。
图30是L-SEAT分布和SAM分布。
图31是表示再生功率和L-SEAT评价指标的关系的图。
图32是表示对称型自动均衡器的结构的框图。
图33是表示基于L-SEAT的记录调整的实验结果的图。
图34是表示基于L-SEAT的记录调整的实验结果的图。
图35是表示基于L-SEAT的记录调整的实验结果的图。
图36是表示基于L-SEAT的记录调整的实验结果的图。
图37是表示记录调整后的功率容限的图。
图38是表示比特错误率和跳动的关系的图。
图39是表示记录脉冲的调整方法的示意图。
图40是本发明的记录调整方法的流程图。
图41是表示使用了本发明的评价方法的聚焦调整方法的图。
图42是表示光盘装置的结构的示意图。
图43是表示现有的BD的记录脉冲波形的图。
图44是表示使用了现有的BD的记录脉冲时的最终脉冲结束位置和记录标记的后边缘的边缘移动的关系的图。
图45是表示本发明的记录脉冲波形的图。
图46是表示本发明的最终脉冲开始位置dTLP的参数表的图。
图47是表示使用了本发明的记录脉冲时的最终脉冲结束位置和记录标记的后边缘的边缘移动的关系的图。
图48是本发明的记录脉冲调整方法的流程图。
具体实施方式
以下,说明用于实施本发明的方式。
实施例1
以下,参照附图说明本发明的记录条件的调整方法以及光盘装置的实施方式。
图23是列举了本发明的边缘评价主比特列的表的另一实施例。在此,表示了N2T为3的情况。主比特列的总数为20,在各主比特列中用下划线表示的比特表示关注的边缘。主比特列No.1-12与图18中所示的相同,主比特列No.13-20对应于2T的连续数为3的情况。如上所述,在图15以及图16所示的SbER中第二似然的评价比特列为1个,因此在2值化后的比特列如“0000011001100”那样连续的2T为3时也将汉明距离为3的“0000110011000”作为第二似然评价比特列来评价再生信号的品质。另一方面,图15所示的评价主比特列中不对其进行评价。当根据记录密度与盘介质的条件需要独立地评价这样的比特列的情况下,即在2T的连续数为2的情况与2T的连续数为3的情况下,记录的2T标记的边缘移动的差异无法忽视时,电路规模增大,但是需要使用图23的评价主比特列。另外,通过使用图23的评价主比特列,如主比特列No.15和17所见,可以将先行于Tsfp(2s,2m)的标记为3T以上的情况(No.15)和为2T的情况(No.17)分离来评价。在作为记录脉冲,使用不仅与先行于记录的标记的空白,还与先行的标记的长度对应的自适应型记录脉冲的情况下,也可以通过图23的评价主比特列获得在记录脉冲的表中一对一对应的用于记录调整的信息。关于评价主比特列中包含的2T的连续数(N2T),判断这种状况来使用适当的信息即可。与SbER的计算的评价比特列的关系,与所述N2T=2的情况相同成为1:1对应的关系。关于N2T为4以上的情况,由于冗余所以未说明,但是根据图18和图23的关系,若是光盘技术领域的一般技术人员,应该可以容易地扩展。
图24是列举了本发明的边缘评价主比特列的表的另一实施例。在此,关于N2T为2的情况,表示使L、R的汉明距离相等的情况。主比特列的总数为12,主比特列中用下划线表示的比特表示关注的边缘。与图18的差异是用于生成L、R用主比特的生成比特列和汉明距离。当使用图18的评价主比特列时,得不到与SbER的评价比特列的一一对应的关系,但是在原理上可以抵消针对SNR的分布的偏差,因此与图14所示的SNR依存性相比,可以得到良好的SNR的依存性(在原理上恒定)。在把有关由于驱动装置或介质的环境变化引起的SNR的变化的考虑设为第一优先的情况下,使用这种评价主比特列即可。
图25是列举了本发明的边缘评价主比特列的表的另一实施例。在此,关于N2T为3的情况,表示使L、R的汉明距离相等的情况。与图23相对的表的特征和评价性能与图24的说明相同,可以得到良好的SNR的依存性(原理上恒定)。
图26和图27是表示评价主比特列和记录脉冲表的对应关系的实施例。是列举了主比特列编号的表的另一实施例。图26是图18所示的评价主比特列和与前后边缘4×4表型的记录脉冲一一对应的评价表。由图可见,例如在Tsfp(2s,2m)的评价结果中使用主比特列No.9的结果即可。参照该表,若构成驱动装置的记录调整用电路,则可以在4×4表型的记录脉冲的各参数的调整中使用L-SEAT。图27汇总了此时的L、R的汉明距离。如此,能够容易展开L-SEAT的边缘的评价结果,使其与记录脉冲的参数表一致。这对于图23至图25所示的评价主比特列也相同,可以进行与记录脉冲的参数表对应的评价。
图28和图29是表示与记录脉冲的参数表对应的L-SEAT的边缘评价的一例的仿真结果。仿真条件与前述相同,记录密度与BD中的33GB/面相当,PR级别为(1,2,2,2,1)。在此,表示将Tsfp(2s,2m)移动+0.2T(向右侧移动0.2T)时的仿真结果。图28是使用在各时刻评价扩展边缘移动的方法(式(D1)到式(D6))的情况。如图28(b)所示,可知检测Tsfp(2s,2m)的边缘移动,对应的分布向右侧进行了移动。对于记录脉冲的各参数,通过调整使各个边缘移动接近零,可以得到良好的记录条件。图29是使用评价独立计算出的欧氏距离差的分布的平均值的方法(式(7)到式(13))的情况。在此,作为L、R移动,表示了关于汉明距离都为2的L、R移动的仿真结果。由图29(a)所示,在边缘移动为零时L、R的分布的平均值与理想欧氏距离差(=1)不同,但是两者在误差范围内具有相同的平均值。另一方面,如图29(a)所示,在边缘移动不是零时L、R的分布的平均值向相反方向分离。因此,通过调整记录脉冲的参数,使L、R移动的分布的平均值一致,可以得到良好的记录条件。这样,若使L、R的评价主比特列的汉明距离变得相等,则可以利用对称性不依存于SNR地实施记录条件的调整。如上所述,作为L、R的评价主比特列,也可以使用汉明距离不同的评价主比特列。
图29比较了通过仿真求出的L-SEAT分布和SAM分布。仿真条件与前面所述的相同,记录密度相当于BD中的33GB/面,PR级别为(1,2,2,2,1)。各SAM分布的平均值依存于SNR的降低,以接近零的方式偏移,与此相对,确认了L-SEAT的分布的平均值为零,不依存于SNR而恒定。作为评价主比特列,在N2T为3以上的情况下是其的扩展形态,因此得到同样的结果。
图30是通过实验确认L-SEAT的SNR依存性的结果。其是在所述的试制3层盘的L0中一边使再生功率变化一边实施再生实验而得到的结果,对应于现有技术的图8的结果。图的横轴将再生功率1.2mW表示为100%。再生信号振幅与再生功率成比例,但是光检测器的噪音(放大器噪音)恒定,因此,本实验是通过使再生功率变化来使再生信号的SNR变化的结果。L-SEAT指标,通过图22所示的结构,对于记录标记的前后边缘分别分类为4×4的表来对移动和跳动进行了评价。图31(a)是L-SEAT跳动的测定值,依存于再生功率的降低跳动增大,这反映了SNR的变化。另一方面,图31(b)表示关于Tsfp(2s,2m)的边缘移动的评价结果。可知,边缘移动的值不依存于再生功率(SNR)而恒定。这是通过L-SEAT能够将基于欧氏距离的差的容限评价指标分离为边缘移动的成分和依存于SNR的成分来进行评价的本发明的方法的特长。由此,使用本方法,可以不依存于基于驱动装置的个体差异以及环境条件的差异的SNR变化,实施再生互换性高的记录条件的调整。
在此,说明适合在记录调整中使用的自动均衡器。
图32是表示本发明的对称型自动均衡器的结构的框图。如上所述,若使用L-SEAT则能够实施相对于SNR的变化稳定的记录脉冲的调整。另一方面,在实际的驱动装置中存在以(1)盘介质和光头的相对倾角(切向倾斜)为主要原因的光斑的扫描方向的非对称性;以及(2)基于自动均衡器的抽头系数的非对称性的再生信号的时间轴方向的非对称性。这些时间轴方向的再生信号的变形,作为边缘移动而被检测出,因此,会成为实施再生互换性优秀的记录条件的调整方面的障碍。例如,在记录标记中残留边缘移动的情况下,若自动均衡器为了对其进行补偿而非对称地学习内部的抽头系数,则测定的边缘移动小,判断为良好的记录。一般根据每个驱动器制造商或者每个机种,再生系统的结构不同,因此,记录仅该驱动器容易再生的数据,在作为介质可换的存储系统的光盘中是必须解决的课题。在此表示的对称型自动均衡器提供解决手段。在图中,从未图示的光盘介质再生的再生信号51通过未图示的A/D变换器被变换为数字数据,通过自动均衡器22均衡后通过PRML解码器23被2值化,输出2值化比特列52。自动均衡器的各抽头系数C0、C1、C2、...被实施自动的学习处理,以使基于2值化比特列52的目标信号和自动均衡器22的输出信号的RMS误差成为最小。该算法一般被称为LMS(Least MeanSquare)法,通过LMS电路62实施。在本结构中通过LMS电路更新后的抽头系数a0、a1、a2、...被临时存储在缓冲存储器64中,在FIR滤波器的实际动作中使用的工作寄存器65中如图所示,设定在时间轴方向上对称的位置的抽头系数(a0和aN-1的组合等)之间平均化后的值。通过这种结构,自动均衡器将抽头系数对称,可以防止失真地再生记录标记的边缘移动。另外,有时在光检测器中包含的I-V变换放大器或其它滤波器中也残留电路的组延迟。通过根据需要安装组延迟补偿器61,可以降低这种组延迟。组延迟补偿器61可以使用具有预定值的非对称的抽头系数的FIR来实现。而且,使用本结构的电路再生良好地记录的参考盘,并且调整切向倾斜量使SbER或L-SEAT跳动等达到最小,由此能够降低光斑的时间轴方向的非对称性。通过这种结构,自动均衡器可以仅针对再生信号的频率特性的调整发挥作用。不限于L-SEAT,本结构的对称型自动均衡器即使与现有的记录调整方法组合,也可以得到再生互换性高的记录条件。将LMS电路62的结果直接传送到缓冲存储器64,可以通过追加选择器等电路来实现,因此也容易使本结构的对称型自动均衡器作为通常(没有对称型限制)的自动均衡器来动作。
以下的结果是使用抽头数21的对称型自动均衡器的结果。
图33至图37是表示使用了L-SEAT的记录脉冲的条件调整的结果的实验数据。在此,是在上述的试制3层盘的L0中一边使Tsfp(2s,2m)、Tsfp(3s,2m)、Tsfp(2s,3m)、Tsfp(3s,3m)的4个记录脉冲参数变化,一边测定L-SEAT跳动、L-SEAT移动、SbER的结果。关于SbER,与通常的再生同样地,在没有自动均衡器的抽头系数的对称性限制的状态下进行了测定。设为记录脉冲的边缘的调整单位为T/64,记录再生的线速度为BD的数据传输率的2倍速的条件。由此可知,L-SEAT移动的零点以及L-SEAT跳动以及SbER的底部条件,在T/64的脉冲宽度以下的精度下一致。一般记录脉冲宽度的调整单位是T/16左右,因此,从这些结果可以确认使用L-SEAT移动以及L-SEAT跳动可以实施非常良好的记录条件调整。作为对全部的记录脉冲参数实施这种调整的结果,SbER值从3×10-3改善到1×10-7。图37是记录调整后的记录功率和比特错误率的测定结果。可以得到约±10%的良好的功率容限。
图38是表示比特错误率和L-SEAT跳动的关系的实验结果。在此,一边使记录功率、散焦、球面像差、盘介质的切向倾斜以及径向倾斜变化,一边测定了L-SEAT跳动以及V-SEAT跳动和比特错误率的关系。由图可以确认,与V-SEAT相比较,L-SEAT改善了比特错误率和跳动的相关。其理由与上述相同。
基于以上的实验和仿真的结果,使用附图说明本发明的记录条件的调整方法。
图39是表示记录脉冲的自适应参数的调整方法的实施例。在此,表示记录脉冲的自适应参数为4×4型表的情况。基于L-SEAT的边缘移动的跳动的测定结果如上所述,分类为4×4表。此时,变更记录脉冲的条件来在光盘介质上进行记录,对该部位进行再生来评价对应的L-SEAT的移动值,为使其达到最小决定记录脉冲的参数,由此可以得到良好的记录脉冲的条件。根据图33至图36的结果可知,通过不仅包含L-SEAT的移动,还包含跳动的最小条件来调整,对于各种变动能够得到更稳定的调整结果。由此例可以明了,由于记录脉冲参数与其评价值一一对应,因此,通过一次变更多个记录脉冲参数来进行记录/再生,可以同时并列地使多个记录脉冲参数适当化。由此,能够大幅度缩短驱动装置中的试写时间。具体来说,在依次逐一决定记录脉冲参数的方法中,在2倍速的驱动装置中处理时间花费30秒到1分钟左右,与此相对,当使用本方法来实施并列处理时,应该可以在约1秒内结束试写。在这种调整方法的情况下,在记录脉冲的条件中存在固定的条件的部分时,可以实施稳定的调整。一般来说,希望Tsfp(5s,5m)和Telp(5s,5m)等的长标记的形成条件相当于固定的条件。
图40是表示记录脉冲的调整的全体流程的流程图。首先,在步骤S101中,根据需要来检查再生电路的组延迟,决定图32所示的再生电路的组延迟修正条件。接着,在步骤S102中,将自动均衡器的动作模式设定为对称型模式。在步骤S103中,在对参考数据等进行再生的同时,为使SbER或L-SEAT跳动等的再生评价指标达到最佳的状态,对散焦量、球面像差修正量、盘介质的倾斜量进行调整。如上所述,关于切向倾斜,需要再生多个参考数据或者添加记录灵敏度达到最佳的条件来进行特别考虑的调整。在步骤S104中,使用由5T以上的标记/空白构成的记录数据,在考虑再生信号的对称性、S/N比、串扰量等的同时决定适当的基本脉冲和功率条件。由此,固定4×4表中的长度标记的记录条件Tsfp(5s,5m)和Telp(5s,5m)。Tsfp(5s,5m)是前边缘的脉冲条件,Telp(5s,5m)是后边缘的脉冲条件。在步骤S105和S106中,在调整记录脉冲的自适应参数的同时进行调整以使残留的边缘移动成为预定的值(例如±0.1%T)以下。在步骤S107中,对于所得到的记录脉冲评价SbER或比特错误率的底部值或功率容限,实施记录脉冲的性能评价来判断是否得到了预定的性能,在不足够的情况下返回步骤S104,使基本脉冲和功率变化来进行同样的调整。若通过这样一系列的流程获得了预定的性能,则结束调整。
图41是表示聚焦偏移量和SbER的关系的实验结果。自动均衡器使用了本发明的对称型自动均衡器。若利用这种关系使SbER为最小,则可以实现适当的聚焦偏移值的调整。在径向倾斜或切向倾斜、球面像差的各种的调整中可以应用相同方法。通过这种方法可以实施图39的步骤S103。
接着,说明针对在本发明中导入的最终脉冲开始位置dTLP的具体的调整方法。
基于L-SEAT的边缘移动和跳动的测定结果如上所述,关于标记的前边缘,分类为记录标记长和先行空白长的4×4的表,关于标记的后边缘,分类为记录标记长和后续空白长的4×4的表。关于dTLP的参数,和与后边缘相关的L-SEAT同样地分类,但是,由于2T标记的记录脉冲不具有最终脉冲,因此实际上dTLP被分类为关于记录标记长为3种(3T、4T以及5T以上),关于后续空白长为(2T、3T、4T以及5T以上)的3×4的表。
此时,变更被分为3×4的dTLP的各个值,对光盘介质进行记录,对该部位进行再生,评价对应的模式的L-SEAT的移动值,为了使各个移动值达到最小值决定各个dTLP的值,由此可以得到良好的记录脉冲的条件。在此,使移动值最小意味着使移动值的绝对值最小。即,上述的记录脉冲调整方法是为使L-SEAT的各个移动值最接近零,决定各个dTLP的值的方法。
图48是表示dTLP的调整的全体流程的流程图。作为调整开始时的前提,使用前述的方法决定了再生电路的组延迟修正条件,将自动均衡器的动作模式设定为对称型模式。另外,假定对于记录装置设定了dTLP的初始值。
在处理开始后,在步骤S201中,在对参考数据等进行再生的同时,为了使再生评价指标达到最佳的状态,调整散焦量、球面像差修正量、盘介质的倾斜量等。
在步骤S202中,在光盘介质中记录随机数据,对该部位进行再生来取得再生信号波形。
在步骤S203中,根据所取得的再生信号波形,将关于标记的后边缘的L-SEAT的移动值如上述那样分为3×4来进行计算。
在步骤S204中,分别判定计算出的L-SEAT的移动值是否为最小,当结果为“否”时,在步骤S205中,更新不是最小的模式的dTLP的值。这样,在3×4个全部模式的L-SEAT的移动值分别达到最小之前重复处理,结束处理。
此外,对dTLP以外的记录脉冲参数也同样可以应用上述调整流程。
以下,说明本发明的光盘装置相关的实施例。
图1是表示用于实现本发明的光盘装置的再生信号评价电路的结构的实施例。在图中,从光盘介质再生,实施了未图示的模拟滤波处理后的再生信号51,通过A/D变换器21被变换为6~8比特的数字式数据,通过自动均衡器22均衡后通过PRML解码器23被2值化,输出2值化信号52。用于计算L-SEAT的再生信号品质的评价电路30由主比特列判别电路31、评价比特列生成电路32、欧氏距离计算电路33、记录脉冲对应模式分类器34、以及评价值累计电路35构成。在主比特列判别电路31中存储有预定的主比特列的数据,判定在2值化信号52中是否包含主比特列。当在2值化信号52中包含主比特列的情况下,评价比特列生成电路32实施图18等中说明的XOR处理,生成L以及R的评价比特列。在欧氏距离计算电路33中计算T、L、R的评价比特列的目标信号和从自动均衡器22输出的均衡再生信号53之间的欧氏距离。在记录脉冲对应模式分类器34中,使用欧氏距离差的值,按照在各时刻评价扩展边缘移动的方法(式(D1)至式(D6))、或者评价独立计算出的欧氏距离的分布的平均值的方法(式(7)至式(13)),以遵从记录脉冲的自适应表的形式以统计方式处理各个值。在评价值累计电路35中,求出图39等所示的表。CPU140参照该表,并且控制未图示的记录脉冲的设定电路来变更记录脉冲的参数,按照图40所示的方法调整记录脉冲的各参数。
图42是表示搭载了本发明的再生信号的评价方法的光盘装置的结构例的示意图。装置中安装的光盘介质100通过主轴电动机160旋转。当再生时,为了达到通过CPU140指定的光强度,激光功率/脉冲控制器120经由光头110内的激光驱动器116控制在半导体激光器112中流过的电流,产生激光114。激光114通过物镜111被会聚,在光盘介质100上形成光斑101。来自该光斑101的反射光115经由物镜111被光检测器113检测出。光检测器由分割为多个的光检测元件构成。再生信号处理电路130使用通过光头110检测出的信号,对光盘介质100上记录的信息进行再生。在本发明中作为图1所示的电路模块,内置在再生信号处理电路130内。通过如此构成,本发明的光盘装置作为实现30GB以上的BD的装置,通过试写使记录脉冲的条件适当化,可以确保良好的系统裕量和再生互换型。
产业上的应用
本发明涉及大容量光盘的记录条件的调整方法和光盘装置。
符号说明
21  A/D变换器
22  自动均衡器
23  PRML解码器
30 再生信号的评价电路
31 主比特列判别电路
32 评价比特列生成电路
33 欧氏距离计算电路
34 记录脉冲对应模式分类器
35 评价值累计电路
51 再生信号
52 2值化信号
53 均衡再生信号
100 光盘
101 光斑
110 光头
111 物镜
112 半导体激光器
113 光检测器
114 激光
115 反射光
116 激光驱动器
120 激光功率/脉冲控制器
130 再生信号处理器
140 CPU
160 主轴电动机

Claims (15)

1.一种使用最短游程长度为2T的符号进行信息的记录,使用自适应均衡方式和PRML方式进行所述信息的再生的光盘中的记录条件的调整方法,其特征在于,
作为所述自适应均衡方式,使用设置了抽头系数相对于与时间轴对应的方向成为中心对称的限制的自适应均衡方式,
所述记录条件的调整方法具有以下步骤:
通过所述PRML方式对从所述光盘获得的再生信号波形进行2值化,得到第一2值化比特列;
从所述第一2值化比特列中,作为使关注边缘向左右移动1T而得到的比特列,生成最短游程长度为2T以上的第二以及第三2值化比特列;
生成与所述第一至第三2值化比特列对应的第一至第三目标信号波形;
计算相当于所述第二目标信号波形和所述再生信号波形的欧氏距离与所述第一目标信号波形和所述再生信号波形的欧氏距离的差的第一值、以及相当于所述第三目标信号波形和所述再生信号波形的欧氏距离与所述第一目标信号波形和所述再生信号波形的欧氏距离的差的第二值;
使用所述第一值与所述第二值的差分值计算所述关注边缘的移动评价值;以及
将N设为整数,为了形成长度为NT的记录标记而使用由N-1条脉冲构成的脉冲列,调整作为所述脉冲列中的最终的脉冲的最终脉冲的开始位置,以使所述边缘移动评价值达到最小。
2.根据权利要求1所述的记录条件的调整方法,其特征在于,
具有以下步骤:
根据所述再生信号波形,以在记录标记长度为3T、4T以及5T以上这3种模式、在后续空白长度为2T、3T、4T以及5T以上这4种模式的共计3×4种模式,分类计算与所述记录标记的后边缘对应的所述边缘移动评价值;以及
判定所述分类计算出的各个边缘移动评价值是否为最小,
所述记录条件的调整方法调整最终脉冲开始位置,直到所述分类计算出的边缘的移动评价值分别达到最小为止。
3.根据权利要求2所述的记录条件的调整方法,其特征在于,
所述最终脉冲开始位置的调整单位是通道比特周期的1/16。
4.根据权利要求1所述的记录条件的调整方法,其特征在于,
作为所述第一值,使用以所述第一目标信号波形和所述第二目标信号波形的欧氏距离对其进行标准化而得的值,作为所述第二值,使用以所述第一目标信号波形和所述第三目标信号波形的欧氏距离对其进行标准化而得的值,
作为所述移动评价值,使用基于所述第一值与所述第二值的差分值的第一评价值的平均值、或者基于所述第一值与所述第二值的相加值的所述第二评价值的标准偏差和所述第一平均值的标准偏差的平方相加值、或者所述第一值的平均值与所述第二值的平均值的差。
5.一种光盘装置,其具有使用最短游程长度为2T的符号向光盘介质进行信息的记录,使用自适应均衡方式和PRML方式进行所述信息的再生的功能,其特征在于,
具有:
在所述自适应均衡方式中,设置抽头系数相对于与时间轴对应的方向成为中心对称的限制的单元;
通过所述PRML方式对从所述光盘获得的再生信号波形进行2值化,得到第一2值化比特列的单元;
从所述第一2值化比特列中,作为使关注边缘向左右移动1T而得到的比特列,生成最短游程长度为2T以上的第二以及第三2值化比特列的单元;
生成与所述第一至第三2值化比特列对应的第一至第三目标信号波形的单元;
计算相当于所述第二目标信号波形和所述再生信号波形的欧氏距离与所述第一目标信号波形和所述再生信号波形的欧氏距离的差的第一值、以及相当于所述第三目标信号波形和所述再生信号波形的欧氏距离与所述第一目标信号波形和所述再生信号波形的欧氏距离的差的第二值的单元;
使用所述第一值和所述第二值的差分值计算所述关注边缘的移动评价值的单元;以及
将N设为整数,为了形成长度为NT的记录标记而使用由N-1条脉冲构成的脉冲列,调整作为所述脉冲列中的最终的脉冲的最终脉冲的开始位置,以使所述边缘移动评价值达到最小的单元。
6.根据权利要求5所述的光盘装置,其特征在于,
具有:
根据所述再生信号波形,以在记录标记长度为3T、4T以及5T以上这3种模式、在后续空白长度为2T、3T、4T以及5T以上这4种模式的共计3×4种模式,分类计算与所述记录标记的后边缘对应的所述边缘移动评价值的单元;以及
判定所述分类计算出的各个边缘移动评价值是否为最小的单元,
所述光盘装置调整最终脉冲开始位置,直到所述分类计算出的边缘的移动评价值分别达到最小为止。
7.根据权利要求6所述的光盘装置,其特征在于,
所述最终脉冲开始位置的调整单位是通道比特周期的1/16。
8.一种使用最短游程长度为2T的符号进行信息的记录,使用自适应均衡方式和PRML方式进行所述信息的再生的光盘的记录条件的调整方法,其特征在于,
具有以下步骤:
通过所述PRML方式对从所述光盘获得的再生信号波形进行2值化,得到第一2值化比特列;
从所述第一2值化比特列中,作为使关注边缘向左右移动1T而得到的比特列,生成最短游程长度为2T以上的第二以及第三2值化比特列;
生成与所述第一至第三2值化比特列对应的第一至第三目标信号波形;
计算相当于所述第二目标信号波形和所述再生信号波形的欧氏距离与所述第一目标信号波形和所述再生信号波形的欧氏距离的差的第一值、以及相当于所述第三目标信号波形和所述再生信号波形的欧氏距离与所述第一目标信号波形和所述再生信号波形的欧氏距离的差的第二值;
使用所述第一值与所述第二值的差分值计算所述关注边缘的移动评价值;以及
将N设为整数,为了形成长度为NT的记录标记而使用由N-1条脉冲构成的脉冲列,调整作为所述脉冲列中的最终的脉冲的最终脉冲的开始位置,以使所述边缘移动评价值达到最小。
9.根据权利要求8所述的记录条件的调整方法,其特征在于,
具有以下步骤:
根据所述再生信号波形,以在记录标记长度为3T、4T以及5T以上这3种模式、在后续空白长度为2T、3T、4T以及5T以上这4种模式的共计3×4种模式,分类计算与所述记录标记的后边缘对应的所述边缘移动评价值;以及
判定所述分类计算出的各个边缘移动评价值是否为最小,
所述记录条件的调整方法调整最终脉冲开始位置,直到所述分类计算出的边缘的移动评价值分别达到最小为止。
10.根据权利要求9所述的记录条件的调整方法,其特征在于,
所述最终脉冲开始位置的调整单位是通道比特周期的1/16。
11.根据权利要求8所述的记录条件的调整方法,其特征在于,
作为所述第一值,使用以所述第一目标信号波形和所述第二目标信号波形的欧氏距离对其进行标准化而得的值,作为所述第二值,使用以所述第一目标信号波形和所述第三目标信号波形的欧氏距离对其进行标准化而得的值,
作为所述移动评价值,使用基于所述第一值与所述第二值的差分值的第一评价值的平均值、或基于所述第一值与所述第二值的相加值的所述第二评价值的标准偏差和所述第一评价值的标准偏差的平方相加值、或所述第一值的平均值与所述第二值的平均值的差。
12.一种信息的记录方法,其特征在于,
具有以下步骤:
作为自适应均衡方式,使用设置了抽头系数相对于与时间轴对应的方向成为中心对称的限制的自适应均衡方式;
通过PRML方式对从光盘获得的再生信号波形进行2值化,得到第一2值化比特列;
从所述第一2值化比特列中,作为使关注边缘向左右移动1T而得到的比特列,生成最短游程长度为2T以上的第二以及第三2值化比特列;
生成与所述第一至第三2值化比特列对应的第一至第三目标信号波形;
计算相当于所述第二目标信号波形和所述再生信号波形的欧氏距离与所述第一目标信号波形和所述再生信号波形的欧氏距离的差的第一值、以及相当于所述第三目标信号波形和所述再生信号波形的欧氏距离与所述第一目标信号波形和所述再生信号波形的欧氏距离的差的第二值;
使用所述第一值与所述第二值的差分值计算所述关注边缘的移动评价值;以及
将N设为整数,为了形成长度为NT的记录标记而使用由N-1条脉冲构成的脉冲列,调整作为所述脉冲列中的最终的脉冲的最终脉冲的开始位置,以使所述边缘移动评价值达到最小,
所述信息的记录方法根据所述调整后的记录条件,使用最短游程长度为2T的符号进行信息的记录。
13.根据权利要求12所述的信息的记录方法,其特征在于,
具有以下步骤:
根据所述再生信号波形,以在记录标记长度为3T、4T以及5T以上这3种模式、在后续空白长度为2T、3T、4T以及5T以上这4种模式的共计3×4种模式,分类计算与所述记录标记的后边缘对应的所述边缘移动评价值;以及
判定所述分类计算出的各个边缘移动评价值是否为最小,
所述信息的记录方法调整最终脉冲开始位置,直到所述分类计算出的边缘的移动评价值分别达到最小为止。
14.根据权利要求13所述的信息的记录方法,其特征在于,
所述最终脉冲开始位置的调整单位是通道比特周期的1/16。
15.一种使用最短游程长度为2T的符号进行信息的记录,使用自适应均衡方式和PRML方式进行所述信息的再生的光盘中的记录条件的调整方法,其特征在于,
作为所述自适应均衡方式,使用设置了抽头系数相对于与时间轴对应的方向成为中心对称的限制的自适应均衡方式,
调整作为用于形成记录标记的记录脉冲列中的最终的脉冲的最终脉冲的开始位置,以便获得预定的再生信号品质。
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