CN1983429A - 光盘、光盘记录/再生装置以及光盘的信号品质评价方法 - Google Patents

Abstract

为了评价记录在光盘媒体上的信号品质，从规定的数据串和规定的部分响应特性求出目标信号，在每个时钟周期计算出作为该目标信号与各时钟周期的再生信号的差异的均衡误差。进一步，求出计算出的不同时刻的均衡误差的积，基于该均衡误差的积来评价信号品质。

Description

光盘、光盘记录/再生装置以及光盘的信号品质评价方法

技术领域

本发明涉及光学信息的信号品质评价方法、光学信息的记录/再生装置以及光盘。

背景技术

光盘分为二类，即预先记录了数据的再生专用光盘、和可记录信息的光盘。再生专用光盘通常是通过利用称为原版盘制作处理的曝光处理，在光盘上形成轧纹(物理的凹凸)来记录数据。可记录的光盘是通过向光盘照射聚焦的激光，改变记录膜的某些物理特性来进行记录。

以前，记录在光盘上的这些信号的品质评价一般是测定向光盘照射激光而得到的再生信号的抖动特性来进行的。如图1所示，抖动特性通常表现为由某个基准电位限幅再生信号而得到的边缘位置的时间起伏。

但是，如从图1可知，在记录密度变高时标记长度短的情况下，信号振幅降低，导致不能横穿用于边缘位置检测的限幅电平。因此，难以进行抖动测定。另外，若为了提高记录容量而提高记录密度时，则如图1所示，码间干扰的影响变大，信号振幅降低，导致不能横穿用于边缘位置检测的限幅电平。其结果是，难以进行抖动测定。

为了降低码间干扰，以前采用了利用均衡器过滤再生波形的方法。但是，通常，均衡器一方面抑制码间干扰，另一方面却提高了噪声分量。因此，在记录密度很高时，难以从再生信号解码已记录的原数据。

在记录密度非常高时，作为高精度解码数据的方法，公知的有称为PRML(Partial-Response Maximum-Likelihood)的信号检测方法。该方法是为了使噪声分量不变高，将再生波形均衡为具有码间干扰的波形(PR均衡)，用称为维特比解码(ML)的方法识别数据。PR均衡由各数据周期(时钟)的振幅确定。例如，PR(abc)在时刻0的振幅为a、在时刻T的振幅为b、在时刻2T的振幅为c，在其他时刻的振幅为0。将振幅不为0的成分的总数称为约束长度。

PRML不是检测边缘位置并解码数据，而是采用在每个时钟周期取样再生波形而得到的值，利用维特比解码来解码数据。因此，只用边缘位置的时间起伏信息难以推测PRML的检测性能。

发明内容

本发明的目的在于在记录密度高、抖动测定困难时，提供变成抖动的信号品质评价指标及其基准值。

本发明是一种再生均衡光盘媒体上利用预先形成轧纹来记录、或利用光学信息记录装置来记录的信号的再生均衡信号的品质评价方法。本发明的特征在于，在每个时钟周期计算出作为从规定数据串和规定部分响应特性求出的目标信号与各时钟周期的再生信号的差异的均衡误差，基于该均衡误差的自相关，来评价信号品质。

另外，其特征在于，在采用某二组时序列数据的差分和部分响应特性定义的噪声矢量上投影均衡误差，基于被投影的均衡误差的分散、与采用上述二组的时序列数据的差分和部分响应特性定义的欧几里得距离之比，来评价信号品质。

另外，对于信号的品质评价方法，其特征在于，对于各时钟周期的再生均衡信号值y_k、规定的数据串a_k、规定的部分响应特性h_k，将均衡误差设为v_k＝(y_k-∑a_k-ih_i)、将以时钟时间为单位的时延算符设为D，取1、0、-1的3种中的任意一个值，并且，将满足α_jα_j+1≠-1的系数定义为α_j的多项式设为A(D)＝α_jD_j、将规定部分响应的PR多项式设为H(D)＝h_kD_k，基于N(D＝A(D)H(D)＝∑ε_iD_i定义的多项式，计算出由下式(8)

$S=\frac{N{\left(\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ϵ}}_j^2\right)}^2}{\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left(\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ϵ}}_i{v}_{k+i}\right)}^2}---\left(8\right)$

定义的信号品质评价值S，评价记录在光盘上的信号品质。

进而，其特征在于，上述抽头系数ε_i的组合中，基于对使欧几里得距离d＝∑ε_i2为最小的抽头系数ε的组合以及提供第2小的欧几里得距离d的抽头系数ε的组合的至少2个所得到的上述信号品质评价值S的值，来评价记录在光盘上的信号品质。

进而，其特征在于，作为部分响应特性，采用h₀＝1，h₁＝2，h₂＝2，h₃＝2，h₄＝1，基于对上述欧几里得距离d成为12或14的上述抽头系数ε的组合的每一个所得到的上述信号品质评价值S的值，来评价记录在光盘上的信号品质。

另外，其特征在于，作为部分响应特性，采用h₀＝1，h₁＝2，h₂＝2，h₃＝2，h₄＝1，基于上述抽头系数ε的组合中，对以下式(9)的至少3个组合的每一个所得到的上述信号品质评价值S的值，来评价记录在光盘上的信号品质。

ε：ε₀＝1，ε₁＝2，ε₂＝2，ε₃＝2，ε₄＝1

ε：ε₀＝1，ε₁＝2，ε₂＝1，ε₃＝0，ε₄＝1ε₅＝2，ε₆＝1

ε：ε₀＝1，ε₁＝2，ε₂＝1，ε₃＝0，ε₄＝0ε₅＝0，ε₆＝1，ε₇＝2，ε₈＝1    (9)

另外，其特征在于，作为部分响应特性，采用h₀＝1，h₁＝2，h₂＝2，h₃＝2，h₄＝1，对于均衡误差v_k以及取样个数N，使R_i＝∑v_kv_k+1/N，检查用以下式(10)、(11)、(12)表示的第1信号品质评价值S₁、第2信号品质评价值S₂、第3信号品质评价值S₃的值，并评价记录在光盘上的信号品质。

$S_1=\frac{14}{R_0+({12R}_1+8R_2+{4R}_3+R_4)/7}---\left(10\right)$

$S_2=\frac{12}{R_0+(8R_1+R_2-{4R}_3-6R_4-4R_5-R_6)/6}---\left(11\right)$

$S_3=\frac{12}{R_0+({8R}_1+{2R}_2+R_4+{4R}_5+6R_6+{4R}_7+R_8)/6}---\left(12\right)$

另外，本发明的特征在于，作为用于生成用于计算均衡误差的目标信号的数据串，采用利用维特比解码器而二值化的数据，另外，使用10⁴个以上的均衡误差，来评价信号品质。

另外，本发明的光盘的特征在于，在上述信号品质评价值S的值或上述第1信号品质评价值S₁、第2信号品质评价值S₂、第3信号品质评价值S₃的值大于等于12，更好是大于等于15的条件下，来记录数据。

另外，本发明的光盘的记录/再生或再生装置的特征在于，在上述信号品质评价值S的值或上述第1信号品质评价值S₁、第2信号品质评价值S₂、第3信号品质评价值S₃的值大于等于12，更好是大于等于15的条件下，来记录或再生数据。

进而，本发明的光盘的记录/再生或再生装置的特征在于，具有生成从各时钟周期的再生信号值和规定的数据串以及规定的部分响应特性求出的目标信号的功能、和计算出作为各时钟周期的再生信号与目标信号之间的差异的均衡误差的功能。

另外，本发明的光盘的记录/再生或再生装置的特征在于，具有进行不同时刻的上述均衡误差之和或积或积和运算的功能。另外，至少计算出10⁴个以上的上述均衡误差。

PRML基于称为维特比解码的算法来判别数据。维特比解码是通过在每个时钟周期计算出再生信号值与由部分响应确定的规定电平之间差异的平方，沿着各路径计算出其平方和，选择平方和最小的路径来进行数据的解码。

维特比解码在路径间的欧几里得距离小的情况下容易引起检测错误。不同路径间的欧几里得距离d将沿着一路径由数据串b_k确定的多项式设为B(D)＝∑b_kD_k，将沿着另一路径由数据串c_k(b_k，c_k为1或-1的二值数据)确定的多项式设为C(D)＝∑c_kD_k，将规定部分响应的多项式设为H(D)＝∑h_kD_k，使N(D)＝(B(D)-C(D))H(D)＝2∑ε_iD_i，由d²＝4∑ε_i2定义。在此，D表示以时钟时间为单位的时延算符，h_k表示规定的部分响应特性。部分响应特性使用一般不为0的h_k的分量，记述为PR(h₀，h₁，h₂，h₃…)。

将部分响应特性设为h₀＝1，h₁＝2，h₂＝1，h₃之后都为0(在此，表现为PR(1，2，1))，将数据串b_k设为b₀＝1，b₁＝1，b₂＝-1，b₃之后都为-1，另外，将数据串c_k设为c₀＝-1，c₁＝1，c₂＝1，c₃之后都为-1。在此，沿着数据串b_k的路径和沿着数据串c_k的路径间的欧几里得距离可以从N(D))＝2(1-D²)(1+2D+D²)＝2×(1+2D-2D³-D⁴)求出d²＝4×(1×1+2×2+2×2+1×1)。

表现二值数据有采用1/0组合的情况、和采用1/-1组合的情况，但本说明书采用1/-1组合进行说明。另外，由于采用了1/0组合时的波形振幅为采用了1/-1组合时的波形振幅的1/2，所以将数学式10至12定义的评价值S₁～S₃的分子设为1/4即可，即，3.5或3即可。

若规定了PR多项式，则对于各ε_i的组合可以算出路径间的欧几里得距离。另外，光盘一般采用d≥1的运转长度限制的记录代码，例如记录代码d＝1时，在光盘上记录长度大于等于2T的标记。要在欧几里得距离计算中考虑该限制，对于抽头系数ε_i的组合，约束ε_iε_i+1≠-1即可。即，满足ε_iε_i+1＝-1的数据串，例如作为数据串b_k考虑(x，1，-1，y)、作为数据串c_k考虑(x，-1，1，y)。但是，在d＝1限制下，由于(1，-1，1)或(-1，1，-1)的模式被禁止，所以在x＝-1或y＝1时，成为数据串b_k破坏运转长度限制的模式(不能存在的模式)，另外，在x＝1或y＝-1时，成为数据串c_k破坏运转长度限制的模式。因此，不存在既满足运转长度限制，又满足ε_iε_i+1＝-1的数据串b_k、c_k的组合。另外，在记录在光盘上的标记长度大于等于3T时，限制ε_iε_i+1≠-1，且ε_iε_i+2≠-1即可。

在欧几里得距离d的2个路径间引起检测错误的概率，例如在认为数据串b_k为基准时，因噪声影响，与∑(y_k-∑b_k-ih_i)²大于∑(y_k-∑c_k-ih_i)²的概率相等。在认为数据串b_k为基准时，y_k-∑b_k-ih_i为均衡误差，另外，∑(y_k-∑b_k-ih_i)²和∑(y_k-∑c_k-ih_i)²的大小关系也可以将由B(D)H(D))与C(D)H(D)之差定义的多项式的系数看作矢量分量并定义差错矢量，在该差错矢量上投影均衡误差来考虑。在此，引起检测错误的概率用投影到差错矢量上的噪声大小(噪声分散)用大于路径间的欧几里得距离的一半的概率来定义。从而，计算出路径间的欧几里得距离和投影到差错矢量上的噪声分散比，就可以推断信号品质。另外，成为基准的数据串在调整记录条件时等事先知道数据的情况下，采用该数据串，在不知道数据的情况下，采用作为近似数据的、通过维特比解码器而二值化的数据即可。

将数据串b_k设为b₀＝1，b₁＝1，b₂之后都为1，另外，将数据串c_k设为c₀＝1，c₁之后都为1时，A(D)＝C(D)-B(D)＝2∑α_jD_j中，α₀＝1，α₁之后都成为0。例如，作为H(D)采用h₀＝1，h₁＝2，h₂＝2，h₃＝1时(相当于PR(1，2，2，1))，规定差错矢量的多项式N(D)＝A(D)H(D)＝2∑ε_iD_i的系数ε_i按ε₀，ε₁，ε₂，ε₃的顺序成为(1，2，2，1)。从而，对于PR(1221)，将上述数据串b_k弄错为上述数据串c_k的概率成为投影到2×(1，2，2，1)上的均衡误差大小大于2个路径间的欧几里得距离(在此，2×(1+2×2+2×2+1)^1/2的一半的概率。均衡误差向差错矢量上的投影由于用以下数学式(13)

$\frac{2\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ϵ}}_j{v}_{k+j}}{2\sqrt{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ϵ}}_i^2}}---\left(13\right)$

表示，因此，投影到差错矢量上的噪声分散CN用下式(14)

$\mathrm{CN}=\frac{\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left(\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ϵ}}_j{v}_{k+j}\right)}^2}{N\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ϵ}}_i^2}---\left(14\right)$

表示。相当于信号振幅的2个路径间的欧几里得距离的一半由下式(15)

$\sqrt{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ϵ}}_i^2}---\left(15\right)$

表示，相当于功率的其振幅平方E是下式(16)

$E=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ϵ}}_i^2---\left(16\right)$

因此，作为与错误概率有相关的指标求出E/CN。另外，有关A(D)和N(D)的整体的系数2由于对计算结果没有影响，所以省略系数2，用式A(D)＝∑α_jD_j、N(D)＝∑ε_iD_i计算，结果也相同。

如上所述，对于各时钟周期的再生均衡信号值y_k、用于目标信号生成的规定的数据串a_k、规定的部分响应特性h_k，将均衡误差取为v_k＝(y_k-∑a_k-ih_i)，将以时钟时间为单位的时延算符D取1、 0、-1的3种中的任意一个值，并且，将满足α_jα_j+1≠-1的系数定义为α_j的多项式A(D)＝∑α_j D_j、将规定部分响应的PR多项式设为H(D)＝∑h_kD_k，基于用N(D)＝A(D)H(D)＝∑ε_iD_i定义的多项式，来计算出由下式(17)

$S=\frac{N{\left(\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ϵ}}_j^2\right)}^2}{\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left(\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ϵ}}_j{v}_{k+j}\right)}^2}---\left(17\right)$

定义的信号品质评价值，则可以评价引起检测错误的概率，即再生信号的信号品质。

作为容易出错的数据串组合的一例，以上引用b_k和c_k进行了说明，但在计算投影到差错矢量上的噪声分散时，不是必须只选择特定数据串来计算均衡误差。即，不需要从用于目标信号生成的数据串a_k中抽取相当于数据串b_k的时刻并计算均衡误差，可以采用在每个时钟时刻算出的均衡误差来计算分散。这是因为均衡误差的分布概率为高斯分布，无论是抽取特定部分来计算分散，还是采用整体来计算分散，结果都是不变的。当然，也可以只着眼于某个特定数据串b_k并计算噪声分散，但不选择模式而计算均衡误差的分散具有电路结构更简单的优点。

附图说明

图1是以模式来说明记录密度变化时的再生波形的变化图。

图2是表示用于测定信号品质的功能块结构的一例的图。

图3是用于计算投影到差错矢量上的均衡误差的分散的信号品质评价器结构的一例的图。

图4是表示信号品质评价值S和误码率bER的关系的图。

图5是表示信号品质评价值S和误码率bER的关系的图。

图6是表示用于计算信号品质评价值S的信号品质评价器的另一结构例的图。

图7是表示取样数和信号品质评价值S的关系的图。

图8是表示在记录数据已知时计算信号品质评价值S的功能块结构的一例的图。

图9是表示具有调整本发明的记录条件或再生条件的功能的光学信息记录再生装置的图。

图10是表示用于只用预先设定的目标信号来计算信号品质评价值S的信号品质评价器的图。

具体实施方式

图2示出用于计算上述信号品质评价值S的功能块的一例。利用AD转换器10以一定频率取样再生波形之后，通过含有PLL(锁相环)电路的均衡器11得到每个时钟周期的均衡再生波形数据。均衡是均衡为尽可能抑制噪声分量，使再生波形尽可能接近基于PR波形的目标波形。信号品质评价器12采用输入的均衡再生波形计算出信号品质评价值S，进行再生波形的品质评价。另外，在再生专用的光盘、和用其他记录装置记录的可记录的光盘的情况下，记录在光盘上的原数据a_k一般不限于预先知道的。在此，用a_k代替由包含在信号品质评价器12的鉴别器(维特比解码)二值化的数据即可。

图3具体示出图2所示的信号品质评价器12的一例。设基准PR波形为h_i，利用鉴别器20(代表的有维特比解码器)而二值化的数据为a_k，则通过目标信号生成器21，目标信号R_k基于下式(18)

$R_k=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{a}_{k-i}\×h_i---\left(18\right)$

生成，利用比较运算器22求出作为被均衡的每个时钟周期的再生信号(均衡信号)y_k和目标信号R_k之差的均衡误差v_k。为了将均衡误差v_k投影到差错矢量上，结构为利用抽头23在每个时钟周期延迟均衡误差v_k，经抽头系数ε_i相加。在此，由多个单位延迟元件、多个系数乘法器、以及1个加法器构成横向滤波器。

抽头系数ε_i是上述的N(D)的系数。用j区别抽头系数ε_i的组合，将与其对应的信号品质评价值S的值定义为第j个信号品质评价值S_j时，图3所示的抽头23(D)的总数m随着j发生变化。例如，假设将对应j＝1的抽头系数ε_i的组合设为ε₀＝1，ε₁＝1，ε₂＝0，ε₃＝0，ε₄＝1，ε₅之后都设为0，将对应j＝2的抽头系数ε_i的组合设为ε₀＝1，ε₁＝2，ε₂＝1，ε₃之后都设为0。在此，计算第1信号品质评价值S₁时m＝4，计算第2个信号品质评价值S₂时m＝2。在对应组合j改变抽头数比较麻烦时，确保充分多的抽头数(例如15～20左右)，将计算所不需要的抽头系数设定为0即可。

通过将经抽头系数相加的均衡误差∑ε_i×v_k+i用乘法器24进行平方，对均衡误差的取样总数N利用加法器25进行相加，可以求出投影到差错矢量上的噪声分散。另外，若该值除以N和∑ε_i2，则会分散，但由于N和∑ε_i2是常数，所以用作乘法器27的系数。通过利用除法器26取得该值的倒数，用乘法器27取得(N∑ε_i2)×∑ε_i2的积，求出信号品质评价值S。另外，再生波形的取样总数正确需要(N+m)，但由于相对于N大于等于10⁴，m最大20左右，所以本说明书中统一用N表现取样个数。在后面部分说明所需的取样总数。

〔实施例1〕

采用具有在厚度0.6mm的聚碳酸酯衬底上预先轧纹记录的凹坑数据串的再生专用的光盘，调查了误码率(bER)和S的关系。

本实施例中，在衬底上形成的凹坑列是由基于(1-7)调制方式调制的随机数据记录，作为最短凹坑的2T凹坑的长度为0.2μm，凹坑的半径方向的间隔为0.4μm。采用波长405nm、物透镜的数值孔径(NA)0.65的光头，在线速6.6m/s、再生功率0.5mW的条件下再生该ROM盘(在此，时钟周期T成为15.15ns)，将再生波形均衡为PR(12221)，测定了误码率bER和信号品质评价值S。误码率bER通过比较记录在光盘上的原数据和由维特比解码而二值化的数据来进行。信号品质评价值S是采用10⁵个PR均衡后的再生波形的各T值、和由维特比解码而二值化的数据来计算的。

(1-7)调制是d≥1限制的代码，对于PR(12221)，对于表1举出的抽头系数ε_i，欧几里得距离变小。在表1的模式1识别的抽头系数ε_i的组合(12221)是维特比检测中容易出错的2组数据串，是例如由b_k：(1111-1-1…)、c_k：(-1111-1-1…)、和部分响应特性(12221)确定的差错矢量。另外，对于表1所示的模式2之后的抽头系数ε_i的组合，由2T的标记/空格连续的次数的上限(作为数据串+1+1-1-1的连续次数上限：如-1-1-1+1+1-1-1-1时数成1次，如-1-1-1+1+1-1-1+1+1+1时数成2次)确定(1，2，1)和(-1，-2，-1)间的0个数以及插入(1，2，1)和(1，2，1)间的0的上限。即，2T的标记/空格的连续次数上限为(2n+1)次时，由于在(1，2，1)和(-1，-2，-1)之间最多插入(4n+1)个0，连续次数上限为(2n+2)次时，在(1，2，1)和(1，2，1)之间最多插入(4n+3)个0，所以考虑到该上限为止的模式并计算出信号品质评价值S即可。在表1示出2T的连续最大到5时的抽头系数ε_i的例子，在本实施例中采用的光学信息记录媒体上轧纹记录的模式的情况下，2T的连续最大到5。

另外，考虑了极性与表1所示的模式相反的模式(例如，对于模式1，(-1-2-2-2-1))，但由于求出的信号品质评价值S值相同，所以只考虑确定的极性(或者哪一极性都可以，但不需要评价双方)的模式即可。本实施例中，将抽头总数固定为14个(相当于计算第6信号品质评价值S₆所需的抽头数)，例如，在计算对应模式1的第1信号品质评价值S₁值时，将第5个之后的抽头系数都设为0并进行了计算。

〔表1〕

ε_j的组合例

模式j	εj	∑εj 2
			1	12221	14
2	1210-1-2-1	12
			3	121000121	12
4	12100000-1-2-1	12
			5	1210000000121	12
6	121000000000-1-2-1	12

表2示出了在改变倾斜边的同时所测定的信号品质评价值S的值。第j信号品质评价值S_j表示对应表1的模式j求出的信号品质评价值S的值。

〔表2〕

倾斜和S的关系

倾斜(度)	S1	S2	S3	S4	S5	S6
							-0.3	14	14.5	14.4	14.7	14.7	15
-0.2	15	15.4	15.4	15.9	15.9	16.2
							-0.1	16.5	17.5	17.6	18	17.9	18.3
0	17	18	18.1	18.5	18.5	18.8
							0.1	16.7	17.1	17.1	17.5	17.6	17.8
0.2	14.8	15.3	15.3	15.8	15.7	16
							0.3	13.8	14.2	14.1	14.6	14.6	14.9

如表2的汇总，本实施例中，在任意条件下对模式1的信号品质评价值S的值(第1信号品质评价值)S₁是最小的。图4示出各倾斜条件下的信号品质评价值S的最小值和误码率bER的关系。可以知道信号品质评价值S的值和误码率bER有明确的相关。

本实施例中，可以采用预先记录在光盘上的原数据测定误码率bER，但由于通常难以获知记录在再生专用光盘上的正确的原数据，所以几乎不能测定误码率bER本身。因此，将误码率bER作为指标来调整再生条件是非常困难的，但是，在那样的情况下，如本实施例所述，也可以通过将信号品质评价值S的值作为指标来调整再生条件，稳定再生记录在光盘上的信息。

如从表2中可知，由于在任意倾斜下，第4信号品质评价值S₄或第6信号品质评价值S₆比第2信号品质评价值S₂大，第5信号品质评价值S₅也比第3信号品质评价值S₃大，所以作为对∑ε_i2＝12的模式，还可以只考虑表1的模式2和模式3，更简单地进行信号品质评价值S的评价。

另外，∑ε_i2作为第3个小的模式，作为∑ε_i2＝16的抽头系数ε_i的模式的例子，有(1210-1-110-1-2-1)、(12100011-1-10121)等。虽然在表2没有记述，但对于这些模式所得的信号品质评价值S的值不会比对于∑ε_i2＝12或14的模式所得的信号品质评价值S的值小，所以对于∑ε_i2＝16的模式，不一定需要评价信号品质评价值S的值。

〔实施例2〕

采用在厚度0.6mm的聚碳酸酯衬底上形成的相变光盘，查看了误码率bER和信号品质评价值S的关系。将衬底的引导槽的间距设为0.68μm。一边以线速5.6m/s转动相变光盘，一边采用波长405nm、NA＝0.65的光头，以时钟频率64.6MHz记录再生(时钟周期15.48ns)，通过(1-7)调制进行了调制的随机数据并进行了评价。PR均衡与实施例1同样，设成了PR(12221)。将记录功率设为6mW、消除功率设为2.5mW，将随机数据重复写20次之后，一边改变聚焦偏移量，一边测定了信号品质评价值S和误码率bER。与实施例1同样，使2T的连续最大为5进行记录，采用10⁵个PR均衡后的再生波形的各时钟的值、和利用维特比解码而二值化的数据，计算出了第1～第6信号品质评价值S₁～S₆。

〔表3〕

散焦和S的关系

散焦(μm)	S1	S2	S3	S4	S5	S6
							-0.3	12	11.5	11.8	11.8	12	12
-0.2	15	14.4	14	14.7	14.3	15.1
							-0.1	17	16.4	16.1	16.8	16.5	17
0	18	17.5	17	18	17.4	18.3
							0.1	16.9	16.3	16	16.9	16.3	17.2
0.2	14.8	14.5	13.8	15	15	15.4
							0.3	11.8	11.5	12	11.9	11.9	12.2

如表3的汇总，本实施例中，在任意条件下，对模式2或3的信号品质评价值S的值是最小的。图5示出各散焦条件下的信号品质评价值S的最小值和误码率bER的关系。可知，与图4同样，信号品质评价值S的值和误码率bER有明确的关系，另外，其相关也与图1的情况相同。另外，若信号品质评价值S的最小值大于等于12，则可以确认出误码率bER小于等于3×10^-4。误码率bER为3×10^-4是采用里德所罗门等ECC(纠错码)，可对实用上没有问题的电平进行纠错的标准值。从而，只要将再生条件(倾斜和散焦)调整为信号品质评价值S的最小值大于等于12，就可以使光盘的再生装置稳定工作。

此外，由于考虑在再生条件之后因外来干扰等影响使信号品质恶化，所以最好在调整再生条件时对装置稳定工作的阀值实现1位左右的低误码率bER。为此，从图5可知，信号品质评价值S满足大于等于15即可。从而，最好将再生条件调整为满足作为信号品质评价值S的最小值至少大于等于12、更好是大于等于15的条件。

另外，从表3可知，由于在任何散焦条件下，第4信号品质评价值S₄或第6信号品质评价值S₆大于第2信号品质评价值S₂，第5信号品质评价值S₅也比第3信号品质评价值S₃大，所以作为对于∑ε_i2＝12的模式，只考虑表1的模式2和模式3，可以更简单地进行信号品质评价值S的评价。

如上所述，可以基于信号品质评价值S的值调整记录再生条件，但如实施例1和实施例2所示，由于信号品质评价值S成为最小的是第1信号品质评价值S₁、第2信号品质评价值S₂、第3信号品质评价值S₃的某一个，所以调整该3个信号品质评价值S的值，就可以更简单地调整记录再生条件。

图9示出具有基于信号品质评价值S的值调整记录条件或再生条件的功能的光学信息记录再生装置的例子。基于信号品质评价器12算出的信号品质评价值S的值判断从光头13读出的再生信号品质。通过一边利用记录/再生条件调整器(例如，倾斜、散焦或记录功率等)14改变记录/再生条件，一边算出各条件下的信号品质评价值S，发现信号品质评价值S成为最大的条件、或信号品质评价值S成为一定值(例如，如上所述大于等于12)的记录/再生条件，可以在稳定的条件下进行信息的记录/再生。

〔实施例3〕

下面说明计算信号品质评价值S的值的另一实施例。

若利用∑(v_k+2v_k+1+2v_k+2+2v_k+3+v_k+4)²＝N×(14R₀+24R₁+16R₂+8R₃+2R₄)、(定义R_i＝∑v_kv_k+i/N)，则实施例1或实施例2的第1信号品质评价值S₁的值可以用下式(19)

$S_1=\frac{14\×14}{14R_0+24R_1+16R_2+8R_3+2R_4}=\frac{14}{R_0+({12R}_1+{8R}_2+4R_3+R_4)/7}---\left(19\right)$

表示。同样，第2信号品质评价值S₂、第3信号品质评价值S₃也可以用下数学(20)，(21)

$S_2=\frac{12\×12}{12R_0+16R_1+{2R}_2-8R_3-12R_4-8R_5-2R_6}---\left(20\right)$

$=\frac{12}{R_0+(8R_1+R_2-{4R}_3-6R_4-4R_5-R_6)/6}$

$S_3=\frac{12\×12}{{12R}_0+16R_1+4R_2+2R_4+8R_5+12R_6+{8R}_7+{2R}_8}---\left(21\right)$

$=\frac{12}{R_0+({8R}_1+2R_2+R_4+{4R}_5+6R_6+4R_7+R_8)/6}$

表示。R_i相当于均衡误差的自相关，可以知道R₀以外的值为0时，均衡误差为白色。另外，对于表1所示的第1信号品质评价值S₁、第2信号品质评价值S₂、第3信号品质评价值S₃以外的信号品质评价值S的值或者任意抽头系数ε_i的组合，通过进行同样的计算，可以作为自相关函数表示信号品质评价值S。

图6示出用于计算用该表现表示的信号品质评价值S的值的信号品质评价器12A的功能块结构的一例。与图3不同，结构为计算均衡误差的自相关，对这些进行了规定的加权(利用乘法器61乘以系数β_i)之后取和。乘法器61的系数β_i例如在计算第1信号品质评价值S₁时，将第1信号品质评价值S₁的分子设为14×14时，使β₀＝14，β₁＝24，β₂＝16，β₃＝8，β₄＝2，将第1信号品质评价值S₁的分子设为14时，使β₀＝14/14，β₁＝24/14，β₂＝16/14，β₃＝8/14，β₄＝2/14即可。图6的乘法器61的个数根据计算出的第j信号品质评价值S_j而变化，求上述第3信号品质评价值S₃时，需要9个乘法器。此时，利用模式改变乘法器个数麻烦时，确保充分多的(15～20左右)乘法器，将与运算无关的乘法器的系数设为0即可。

图6的平均例如可以通过低通滤波器实现，也可以用数字运算处理。

另外，图6中，也可以采用不取平均的(不除以取样总数N)的结构，此时，只取和，用信号品质评价值S的分子(该例中，12或14)除以N即可。

采用图6所示的结构，进行了与实施例1和实施例2同样的测定，可以确认可以得到与实施例1和实施例2相同的信号品质评价值S的值。

此外，在预先知道均衡误差的特性显然为白色，或接近白色时，也可以采用只计算R₀的结构。

如上所述，采用PR(12221)均衡的再生方法中，通过对各时钟时刻的均衡误差v_m的自相关进行规定的积和运算，求出以下数学式(22)～(24)给予的第1信号品质评价值S₁、第2信号品质评价值S₂、第3信号品质评价值S₃，查看其最小值，可以进行再生均衡信号的品质评价。

$S_1=14/{\mathrm{\σ}}_1^2,{\mathrm{\σ}}_1^2=R_0+({12R}_1+{8R}_2+{4R}_3{+R}_4)/7,R_i=\left(\underset{m=1}{\overset{m=N}{\mathrm{\Σ}}}{v}_m{v}_{m+i}\right)/N---\left(22\right)$

$S_2=12/{\mathrm{\σ}}_2^2,{\mathrm{\σ}}_2^2=R_0+({8R}_1+R_2-4R_3-6R_4-4R_5-R_6)/6,R_i=\left(\underset{m=1}{\overset{m=N}{\mathrm{\Σ}}}{v}_m{v}_{m+i}\right)/N---\left(23\right)$

$S_3=12/{\mathrm{\σ}}_3^2,{\mathrm{\σ}}_3^2=R_0+(8R_1+2R_2+R_4+4R_5+6R_6+4R_7+R_8)/6_{,},R_i=\left(\underset{m=1}{\overset{m=N}{\mathrm{\Σ}}}{v}_m{v}_{m+i}\right)/N---\left(24\right)$

〔实施例4〕

采用实施例1记载的再生专用光盘，查看了再生波形的取样值的总数和信号品质评价值S的关系。光头和线速、PR均衡等测定条件除了取样总数，与实施例1的条件相同。另外，本实施例中，在倾斜0度的条件下进行了测定。图7示出一边改变取样总数，一边在各取样数条件下进行多次测定而得到的信号品质评价值S的最小值(本实施例中，第1信号品质评价值S₁)。图7示出在取样数少于10000时，信号品质评价值S的值分散较大，难以调整再生条件。将信号品质评价值S作为指标调整再生条件时，取样数至少需要10000以上。

另外，对应实际的盘形式测定信号品质评价值S的值时，至少以一个ECC块单位进行测定，结果较好。例如，在64k比特单位的ECC块的情况下，取样数成为786432比特，作为信号品质评价值S的值的测定精度足够。

〔实施例5〕

采用实施例2记载的相变光盘，查看了再生波形的取样数和信号品质评价值S的关系。光头和线速、PR均衡等测定条件除了取样总数以外，与实施例2的条件相同。另外，本实施例中，在聚焦偏移为0的条件下进行了测定。一边改变取样总数，一边测定在各取样数条件下进行多次测定而测定了信号品质评价值S的值(在此，信号品质评价值S中最小的第3信号品质评价值S₃的值)的结果，确认出与实施例5同样，在取样数小于10000时，信号品质评价值S的值分散较大。从而，将信号品质评价值S的值作为指标进行再生条件的调整时，至少需要10000以上的取样数。

〔实施例6〕

图8示出在记录数据已知时，用于评价信号品质的功能块的一例。另外，图8只示出了用于计算均衡误差的功能块图，但关于计算均衡误差后的运算，基于图3或图6所示的结构评价信号品质即可。对记录再生装置自己记录的数据测定信号品质评价值S时，由于记录数据是预知的，所以代替维特比解码器输出，将已知的记录数据作为参考数据测定信号品质评价值S。另外，即使是再生专用装置，在光盘上的规定位置一直记录有同一数据，并且，在上述同一数据已知时，在再生专用装置的内部存储器存储上述同一数据，将它用作参考数据，还可以测定信号品质评价值S。

〔实施例7〕

采用PR(1221)和d≥1的记录代码时，对于表4举出的模式，评价信号品质评价值S的值即可。另外，也可以简单地只对模式1和模式2来评价信号品质评价值S的值。

〔表4〕

ε_j的组合例

模式	εi	∑εi 2
			1	1221	10
2	121-1-2-1	12
			3	121-1-1121	14

另外，以(1-7)调制和PR(12221)的组合的实施例为中心进行了记述，但即使是其他PR方式和调制代码的组合，也可以通过计算本发明确定公式的S的值，即使是抖动测定非常困难的记录密度，也可以进行信号品质的评价、记录再生条件的调整。

〔其他实施例1〕

以上记述了不判别容易错的数据串，基于各时钟时刻各均衡误差进行信号品质评价的实施例。但是，还可以判别容易错的规定数据串，采用对该数据串的均衡误差来评价光盘的信号品质。在此，在图3或图6记述的信号品质评价器中设置图10所示的判别器71，只对容易错的数据模式插入均衡误差进行评价即可。图10的判别器71具有只对判别器71预先设定的模式将均衡误差输出到之后的处理块的功能。

采用PR(12221)的再生方式中，如实施例1所述，用∑ε_i2成为12或14的数据串的组合容易检查错误。例如，成为14的数据串的组合如(x111-1-1x)和(x11-1-1-1x)(在此，x为1-1中的任一个都可以)，是只有1比特不同的数据串的组合，通过对(x111-1-1x)的数据串的均衡误差和(x11-1-1-1x)的数据串的均衡误差适用上述数学式(19)，可以计算出第1信号品质评价值S₁。另外，成为第1信号品质评价值S₁的计算对象的数据系列不限于该2例，只有1比特不同的所有数据系列成为该对象。

另外，成为第2信号品质评价值S₂的计算对象的、∑ε_i2＝12的数据串的组合的一例如(xx111-1-11x)和(xx11-1-111x)，相差2T时刻的2比特不同。与第1信号品质评价值S₁同样，通过对(xx111-1-11x)的数据系列的均衡误差和(xx11-1-111x)的数据系列的均衡误差适用上述数学式(20)，可以计算出第2信号品质评价值S₂。另外，成为第2信号品质评价值S₂的计算对象的数据系列不限于该2例，相差2T时刻的2比特不同的所有数据系列成为其对象。

成为第3信号品质评价值S₃的计算对象的数据系列的组合的一例，如(x111-1-111-1-111x)和(x11-1-111-1-1111x)，相差2T时刻的2比特连续不同。

首先在数据判别器71注册成为第1信号品质评价值S₁、第2信号品质评价值S₂、第3信号品质评价值S₃的计算对象的数据串，只在数据判别器71输入了这些数据串时，本实施例进行用于算出信号品质评价值S的运算。

图10示出来自目标信号生成器21的信号输入到判别器71的例子，但也可以将鉴别器(维特比解码器)20的输出输入到判别器71。

〔其他实施例2〕

图9示出具有基于信号品质评价器12计算出的信号品质评价值S的值，调整记录条件或记录条件的某一方或两方的功能的记录/再生条件调整器14的光学信息记录/再生装置的例子。

记录/再生条件调整器14若例如调整倾斜、聚焦或记录功率等记录/再生条件，则光头13读出基于通过记录/再生条件调整器14调整的记录/再生条件的信号，信号品质评价器12计算出光头13读出的信号的信号品质评价值S。接着，记录/再生条件调整器14接受计算出的信号品质评价值S。

另外，记录/再生条件调整器14一边改变记录/再生条件，一边发现使信号品质评价值S成为最大的、或信号品质评价值S成为一定值(例如，如上述，大于等于12)的最佳的或某个一定以上的合适的记录/再生条件。接着，光头13基于记录/再生条件调整器14设定的最佳的、或合适的记录/再生条件，进行光盘的记录/再生。因此，由于记录/再生条件调整器14以信号品质评价器12计算出的信号品质评价值S为指标，设定最佳的、或合适的记录条件或再生条件，所以光学信息记录/再生装置可以在稳定的条件下进行信息的记录/再生。

通过采用本发明，在用抖动不能评价信号品质的高记录密度条件下，可以评价记录在光学信息记录媒体的信号品质。另外，将本发明规定的信号品质作为指标，可以使记录或再生条件最佳化。

Claims (16)

1.一种光盘的信号品质评价方法，其为，再生均衡光盘媒体上由预先形成轧纹来记录，或由光学信息记录装置来记录的信号的再生均衡信号的品质评价方法，其特征在于：

在采用某二组时序列数据的差分和部分响应特性来定义的噪声矢量上，投影均衡误差，

基于被投影的均衡误差的分散、与采用上述二组的时序列数据的差分和部分响应特性定义的欧几里得距离之比，来评价信号品质。

2.一种光盘的信号品质评价方法，其为，再生均衡光盘媒体上由预先形成轧纹来记录，或由光学信息记录装置来记录的信号的再生均衡信号的品质评价方法，其特征在于：

对于各时钟周期的再生均衡信号值y_k、规定的数据串a_k、规定的部分响应特性h_k，将均衡误差设为v_k＝(y_k-∑a_k-ih_i)、将以时钟时间为单位的时延算符D取1，0，-1的3种中的任意一个值，并且将满足α_jα_j+1≠-1的系数定义为α_j的多项式设为A(D)＝α_jD_j、将规定部分响应的PR多项式设为H(D)＝∑h_kD_k，基于由N(D)＝A(D)H(D)＝∑ε_iD_i定义的多项式，计算出由下式(1)定义的信号品质评价值S，来评价记录在光盘上的信号品质，

$S=\frac{N{\left(\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ϵ}}_j^2\right)}^2}{\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left(\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ϵ}}_i{v}_{k+i}\right)}^2}---\left(1\right)\·$

3.如权利要求2所述的光盘的信号品质评价方法，其特征在于：

上述抽头系数ε_i的组合中，基于对使欧几里得距离d＝∑ε_i2为最小的抽头系数ε的组合以及提供第2小的欧几里得距离d的抽头系数ε的组合的至少2个所得到的上述信号品质评价值S的值，来评价记录在光盘上的信号品质。

4.如权利要求2所述的光盘的信号品质评价方法，其特征在于：

作为部分响应特性，采用h₀＝1，h₁＝2，h₂＝2，h₃＝2，h₄＝1，基于对上述欧几里得距离d成为12或14的上述抽头系数ε的组合的每一个所得到的上述信号品质评价值S的值，来评价记录在光盘上的信号品质。

5.如权利要求2所述的光盘的信号品质评价方法，其特征在于：

作为部分响应特性，采用h₀＝1，h₁＝2，h₂＝2，h₃＝2，h₄＝1，基于上述抽头系数ε的组合中，对由下式(2)的至少3个组合的每一个所得到的上述信号品质评价值S的值，来评价记录在光盘上的信号品质。

ε：ε₀＝1，ε₁＝2，ε₂＝2，ε₃＝2，ε₄＝1

ε：ε₀＝1，ε₁＝2，ε₂＝1，ε₃＝0，ε₄＝1 ε₅＝2，ε₆＝-1

ε：ε₀＝1，ε₁＝2，ε₂＝1，ε₃＝0，ε₄＝0 ε₅＝0，ε₆＝1，ε₇＝2，ε₈＝1 (2)

6如权利要求1或2所述的光盘的信号品质评价方法，其特征在于：

上述规定数据串是利用维特比解码器将上述再生均衡信号二值化的数据。

7.如权利要求2～5的任一项所述的光盘的信号品质评价方法，其特征在于：

上述取样个数N大于等于10⁴。

8.一种再生均衡光盘媒体上由预先形成轧纹来记录，或由光学信息记录装置来记录的信号的再生均衡信号y_k的品质评价装置，其特征在于，具有：

目标信号生成器，从规定的数据串a_k和规定的部分响应特性h_k计算出目标信号∑a_k-ih_i；

运算器，从上述再生均衡信号y_k和上述目标信号∑a_k-ih_i计算出均衡误差v_k＝(y_k-∑a_k-ih_i)；

延迟元件组，由多个延迟元件构成，提供上述均衡误差，输出多个时刻的均衡误差v_k、v_k-1、…、v_k-n+1；

提供上述延迟元件组的输出，基于下式(6)求出R_n并输出的部件，其中的n＝0，1，2，…，L-1；

噪声分散计算部件，用系数β₀、β₁、…、β_L-1对上述R_n进行加权，求出噪声分散∑β_iR_i；以及

采用上述噪声分散，计算出上述再生均衡信号的品质评价值的部件，

R_n＝E{v_k，v_k-n}          (6)

其中E{x_i，y_j}为积x_iy_j的平均值。

9.一种再生均衡光盘媒体上由预先形成轧纹来记录，或由光学信息记录装置来记录的信号的再生均衡信号y_k的品质评价装置，其特征在于，具有：

目标信号生成器，从规定的数据串a_k和规定的部分响应特性h₀＝1，h₁＝2，h₂＝2，h₃＝2，h₄＝1计算出目标信号∑a_k-ih_i；

运算器，从上述再生均衡信号y_k和上述目标信号∑a_k-ih_i计算出均衡误差v_k＝(y_k-∑a_k-ih_i)；

延迟元件组，由多个延迟元件构成，提供上述均衡误差，输出多个时刻的均衡误差v_k、v_k-1、…、v_k-n+1；

提供上述延迟元件组的输出，基于下式(7)求出R_n并输出的部件，其中的n＝0，1，2，…L-1；

噪声分散计算部件，用系数β₀、β₁、…、β_L-1对上述R_n进行加权，求出噪声分散∑β_iR_i；以及

采用上述噪声分散，计算出上述再生均衡信号的品质评价值的部件，

R_n＝E{v_k，v_k-n}           (7)

其中E{x_i，y_j}为积x_iy_j的平均值。

10.如权利要求9所述的品质评价装置，其特征在于：

上述噪声分散计算部件，

采用系数β₀＝1、β₁＝12/7、β₂＝8/7、β₃＝4/7、β₄＝1/7来求出第1噪声分散σ₁₂，

采用系数β₀＝1、β₁＝8/6、β₂＝1/6、β₃＝-4/6、β₄＝-1、β₅＝-4/6、β₆＝-1/6来求出第2噪声分散σ₂₂，

采用系数β₀＝1、β₁＝8/6、β₂＝2/6、β₃＝0、β₄＝1/6、β₅＝4/6、β₆＝1、β₇＝4/6、β₈＝1/6来求出第3噪声分散σ₃₂，

上述品质评价值计算部件，

采用(14/σ₁₂)、(12/σ₂₂)、(12/σ₃₂)中的最小值来计算上述品质评价值。

11.一种光盘装置，其特征在于：

配置了权利要求8～10的任一项所述的品质评价装置。

12.如权利要求8～10的任一项所述的品质评价装置，其特征在于：

上述规定的数据串是通过维特比来解码上述再生均衡信号而得到的数据串。

13.一种光盘，其特征在于：

由权利要求1规定的品质评价方法来评价品质信号，并确认为信号品质是规定值以上。

14.一种光盘，其特征在于：

由权利要求2规定的品质评价方法来评价品质信号，并确认为信号品质是规定值以上。

15一种光盘的记录/再生或再生装置，其特征在于：

在权利要求2所述的信号品质评价值S的值大于等于12的条件下，进行记录或再生。

16.一种光盘的记录/再生或再生装置，其特征在于：

在权利要求2所述的信号品质评价值S的值大于等于15的条件下，进行记录或再生。

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