JP2005135549A

JP2005135549A - 情報再生方法及び情報再生装置

Info

Publication number: JP2005135549A
Application number: JP2003372885A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Minemura; 浩行峯邑; Masaki Kobi; 将樹向尾
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi LG Data Storage Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi LG Data Storage Inc
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-05-26
Anticipated expiration: 2023-10-31
Also published as: CN1612253B; KR100977364B1; US20050094539A1; US20090046557A1; US7440379B2; CN1612253A; KR20050041830A; US7944791B2; JP3897118B2

Abstract

【課題】アシンメトリへの対応と再生互換性の確保を両立するPRML法を用いた情報再生方法を提供する。
【解決手段】アシンメトリ量を補正するため、基本的に目標レベルを再生信号に適応させる方式を基本として、各目標レベルの間に、(1)時間反転及びレベル反転に対する対称性、もしくは(2)時間反転に対する対称性のいずれかの制限を課す。これによって、再生互換性を損なうマークシフト等の再生信号の歪に追従することなく、アシンメトリに対応できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、交換可能な光ディスクを用いた情報記憶装置に関し、光ディスクの高速化、大容量化、及び多種の光ディスクの再生互換性の向上を実現する情報再生方法及び情報再生装置に関する。

光ディスクはCD、DVDが普及し、青色レーザを用いた次世代光ディスクの開発も進んでおり、さらなる大容量化が求められ続けている。また、１台の光ディスク装置でCDを再生するだけでなく、CDとDVDの再生、CD-R/RW、DVD-RAM、DVD-R/RWの記録機能をもったものが製品化されており、複数の規格の光ディスクに対して記録/再生を行う互換性能の向上も必要である。

PRML(Partial Response Maximum Likelihood)法は、S/N比の改善効果が秀逸であるため磁気ディスクの大容量化手段として広く普及している。PRML法は連続するN時刻の再生信号と目標信号を比較しながら、最も確からしいビット列に２値化するものである。光ディスクの再生方法としては、古くからダイレクト・スライス法が用いられて来たが、高速化、大容量化には限界が見えている。このため光ディスクの再生手段としてもPRML法が応用されつつある。

PRML法を光ディスクの再生手段に応用する上での問題点は２つある。問題点の１つ目はアシンメトリである。PRMLの目標信号は指定したインパルス・レスポンス（PRクラス）とビット列の畳み込みによって算出されるため、中心値に対して電圧レベルが上下対称になる。一方、光ディスクでは、例えば記録パワーを大きくしてアシンメトリを大きくすると、同時に信号振幅自体も大きくなりS/N比が向上する。このため、光ディスクではアシンメトリ＞０において信号品質が最良になることが一般的である。マークの幅よりも再生ヘッド幅の方が狭い磁気ディスクではこうした現象は発生しない。光ディスクの再生信号レベルは電圧レベルに対して非対称になるため、PRMLの目標信号と一致させることが困難である。

問題点の２つ目は再生互換性の保証である。従来の光ディスクでは、ダイレクト・スライス法による再生に基づいており、クロック点でのエッジ揺らぎであるジッタ値として信号品質が定義されていた。同時にダイレクト・スライス法では、スライスレベルの制御方法も例えばDFB(Duty Feed-Back)法等を使うように規定されていた。DFB回路が上に述べたアシンメトリに対応して自動補正を実施するので、アシンメトリに依存しないジッタ値を測定することができた。

PRML法の光ディスクへの応用例として、Technical Digest of ISOM 2002, 269-271(2002)（非特許文献１）では、半径方向及び周方向のディスク傾きの発生に対して、目標信号レベルを適応的に変化させながら再生する方法（適応型PRML）が示されている。図２は非特許文献１の構成を摸式的に示したものである。PRMLデコーダ部分は誤差算出ユニット12、最小誤差条件選択ユニット13、補正目標テーブル16、レベル平均化ユニット17から構成される。再生信号50は予めADコンバータによりディジタル値に変換された後、波形等化処理が施されたものである。誤差算出ユニット12内で補正目標テーブル16の値と、再生信号の値の２乗値（ブランチ・メトリック値）を算出し、最小誤差条件選択ユニット13では、最も確からしいビット列を選択して2値化結果51を出力する。レベル平均化ユニット17は2値化結果51から、ビット列を再合成して、各信号レベルを加算平均し、結果を補正目標テーブル16に保存する。

Technical Digest of ISOM 2002, 269-271(2002)

図２の方法は、全ての目標信号レベルを再生信号に追従して補正するので、上の問題点１のアシンメトリの発生に対応できる優れた方法である。しかしながら、あるマークがシフトしているような場合（ジッタ値大でNG）でも、再生信号の歪に合わせて目標を補正してしまうので、エラーは発生せず、良好な信号品質であると誤判定することがある。従って、問題点２の再生互換の保証ができずに、光ディスクシステムとして成立させることが困難である。このように、アシンメトリへの対応と再生互換性の保証が従来のPRML法の問題点である。

本発明の目的は、上記従来技術における問題点を解決し、アシンメトリに対応して良好な再生性能を確保しつつ、同時に再生互換性能を損なうことがないような、情報再生方法及びそれを用いた光ディスク装置を提供することにある。

ここでは、具体的に光ディスクの再生信号のアシンメトリとPRML法の関係について述べる。図３は、光ディスクの再生信号の考察に用いたシミュレーション・モデルである。基本的には、スカラー回折計算を行う光学シミュレータを用いて、光ヘッドのステップ・レスポンスを算出し、これと記録する信号コードとを畳み込み積分によって重ね合わせて、再生信号を得る。ディスク・ノイズに関しては、信号コードにS/N比としてノイズ分を重畳し、システム・ノイズに関しては、畳み込み後の信号に加算する。これによって、ヘッドの収差、ディスク・ノイズ、システム・ノイズを独立に考慮した擬似信号を生成することができる。

図４は、上のシミュレーション・モデルにより生成した次世代DVDの再生信号を計算してまとめたものである。ここでは、光源の波長=405nm、対物レンズ開口数=0.85、ウィンドウ幅Tw=75nm、変調コード=RLL(1,7)とし、実測結果に基づいて、ディスク・ノイズとシステム・ノイズをそれぞれ、-26dB、-30dBとした。アシンメトリに関しては、全てのマークが基準値からΔMarkだけ、一律に長くなるものとして扱っている。PRクラスはPR(1,2,2,1)とした。RLL制限を満たすビット列の個数は10である。波形等化処理に関しては、Tap数を11として、良く知られているLSE(Least Square Error)法を用いて等化学習した結果を用いた。スライスレベルの制御方法については、磁気ディスク装置で一般的に用いるHPF(High Pass Filter)方式と、上に述べた光ディスクで一般的なDFB方式の２つについて計算した。ΔMark=-0.8Tw,-0.4Tw,0Tw,+0.4Tw,+0.8Twに対して、アシンメトリ量はそれぞれ、-20%,-10%,0%,+10%,+20%である。アシンメトリ≠０の場合には、PRクラスの目標信号レベルと、再生信号のレベルが一致しなくなる。

全てのマークが基準値からΔMarkだけ一律に長くなるという前提に従えば、対称性から10個のビット列が以下の４つのグループに分けられる。それぞれのビット列グループはPRクラスの目標信号レベルとの差が同じ値である。ここで、対称性とはビット列に対して、時間反転とレベル反転に対する対称性である。
(a)ビット列(0,0,0,0）と（1,1,1,1） …4Tのピークレベル（Δ4）
(b)ビット列(0,1,1,1),(1,1,1,0),(0,0,0,1),及び(1,0,0,0) …3Tのピークレベル（Δ3）
(c)ビット列(0,1,1,0)と(1,0,0,1) …2Tのピークレベル（Δ2）
(d)ビット列(0,0,1,1)と(1,1,0,0) …エッジのレベル（ΔE）

この関係の制限を、非特許文献１に応用することによって、アシンメトリに対応しつつ、特定のマークがシフトしているような歪んだ再生信号に対して、目標を補正することがないので、再生互換性を改善することができる。

ここで、一般の光ディスクでは、マーク部の反射率が低いので、マークを“１”、スペースを“０”と定義すると、PRクラスは(-1,-2,-2,-1)とする定義の方が自然である。この場合、例えばビット列（0,0,0,0）は4Tスペースのレベルで、目標電圧レベルは最大となる。無用な混乱を避けるため、以下、本発明ではPRクラスを表現する場合にPR (-1,-2,-2,-1)とはせずに、慣例に沿ってPR(1,2,2,1)と表現する。

図５は、トラック・ピッチ0.32μｍの相変化記録膜を用いたライト・ワンス・ディスクを使って、記録パワーを変えながら、PRクラスの各ビット列に対応する再生信号のレベルの変化量を測定してまとめた結果である。図中のプロットは実測値、直線は上のシミュレーション結果である。変化量＝０とは、PRクラスの目標レベルと再生信号が一致することを示す。再生はどちらもHPFを用いて行った。アシンメトリ量としては、CD-R/DVD-Rで広く用いられているβ値を測定した。上の４つのビット列グループについて、実測とシミュレーション結果はよく一致していることがわかる。これは、記録パワーを大きくすることによって、全てのマークの長さ変化が一律であるという前提が正しいことを示している。各々の信号レベルの変化量は、アシンメトリ量と比例関係にある。

図６は、各々の目標レベルの変化を摸式的に表した図である。アシンメトリ＝０の目標レベルは基本となるPR(1,2,2,1)クラスの目標値を示している。アシンメトリ≠０の場合には、10個の目標レベルがそれぞれ変化するが、対称性から変化量としてΔ4、Δ3、Δ2、ΔEの４つの変化量に集約でき、それらはアシンメトリに比例する。HPFを用いて再生する場合には、４つの変化量には次式の関係がある。
Δ4:Δ3:Δ2:ΔE=1:0.05:-0.91:0.52

この結果を利用することによって、以下の２つの方法によって、再生信号の目標レベルを定めることができる。
（１）再生信号のアシンメトリ量を測定し、図５の関係を用いて目標レベルを定める。
（２）再生信号の上下エンベロープを測定してΔ4値を求め、上の比率を使って、その他の目標値を求める。

非特許文献１に示した適応型PRMLでは、アシンメトリだけでなく再生信号の歪みにも適応して、目標レベルが変化するため、再生互換性に課題があったが、これに、各々の目標レベルの間にアシンメトリに対応した関係の制限を課すことによって、アシンメトリに追従するが、再生信号の歪みには追従しないPRML再生方法を提供でき、再生互換性を保証することが可能になる。

以下は、変調コードが現行のDVD（CDも同じ）に用いられるRLL(1,10)符号の場合について、同様の検討をした結果である。

図７は、シミュレーション・モデルによりDVDの再生信号を計算してまとめたものである。ここでは、光源の波長=660nm、対物レンズ開口数=0.60、ウィンドウ幅Tw=140nm、変調コード=RLL(2,10)とし、実測結果に基づいて、ディスク・ノイズとシステム・ノイズをそれぞれ、-23dB、-34dBとした。PRクラスはPR(3,4,4,3)とした。RLL制限を満たすビット列の個数は8である。波形等化処理に関しては、Tap数を11として、LSE法を用いて等化学習した結果を用いた。スライスレベルの制御方法については、HPF方式と、DFB方式の２つについて計算した。ΔMark=-0.8Tw,-0.4Tw,0Tw,+0.4Tw,+0.8Twに対して、アシンメトリ量はそれぞれ、-14%,-7%,0%,+7%,+14%である。アシンメトリ≠０の場合には、PRクラスの目標信号レベルと、再生信号のレベルが一致しなくなる。

全てのマークが基準値からΔMarkだけ一律に長くなるという前提に従えば、対称性から8個のビット列が以下の３つのグループに分けられる。それぞれのビット列グループはPRクラスの目標信号レベルとの差が同じ値である。
(a)ビット列(0,0,0,0）と（1,1,1,1） …4Tのピークレベル（Δ4）
(b)ビット列(0,1,1,1),(1,1,1,0),(0,0,0,1),及び(1,0,0,0)…3Tのピークレベル（Δ3）
(c)ビット列(0,0,1,1)と(1,1,0,0) …エッジのレベル（ΔE）

図８は、各ビット列グループの目標レベルの変化量をまとめた結果である。再生にはHPFを用いた。前述の次世代DVDと同様に、各々の信号レベルの変化量はアシンメトリ量と比例関係にある。

図９は、各々の目標レベルの変化を摸式的に表した図である。図中のプロットは、市販のDVD-RAMディスクの２倍速での実測結果をまとめたものである。アシンメトリ＝０の目標レベルは基本となるPR(3,4,4,3)クラスの目標値を示している。アシンメトリ≠０の場合には、8個の目標レベルがそれぞれ変化するが、対称性から変化量としてΔ4、Δ3、ΔEの３つの変化量に集約でき、それらはアシンメトリに比例する。HPFを用いて再生する場合には３つの変化量には次式の関係がある。

Δ4:Δ3:ΔE=1:-0.15:-0.31
この結果を利用することによって、次世代DVDの例と同様に以下の２つの方法によって、再生信号の目標レベルを定めることができる。
（１）再生信号のアシンメトリ量を測定し、図９の関係を用いて目標レベルを定める。
（２）再生信号の上下エンベロープを測定してΔ4値を求め、上の比率を使って、その他の目標値を求める。

以上によって、DVD/CDに用いられるRLL(2,10)変調の場合にも、同様の関係が得られた。これにより、適応型PRMLでは、各々の目標レベルの間にアシンメトリに対応した関係の制限を課すことができ、アシンメトリに追従しつつ、再生互換性を保証するPRML方式を提供することができる。ここに示した目標レベルの制限とは、ビット列に対して、時間反転とレベル反転に対する対称化の制限に相当する。

本発明によると、アシンメトリに対応して再生能力を向上すると同時に、再生互換性を確保することができる。

以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。

図１０は、次世代DVD及びDVDについて、アシンメトリ量または、信号のエンベロープ値から各目標レベルを定めるための方法をまとめたものである。これらは前述のΔMarkが一律に変化するという前提に基づいて算出したものである。ここでは、スライスレベル補正については、HPF方式とDFB方式の2方式について示した。また、アシンメトリ量については、所謂アシンメトリ量α値と、ドライブ装置で測定しやすいβ値について示した。

図１は本発明の情報再生方法のブロック図を示す実施例である。PRMLデコーダ部分は誤差算出ユニット12、最小誤差条件選択ユニット13、アシンメトリ補正目標テーブル15、補正目標テーブル16、レベル平均化ユニット17、エンベロープ／アシンメトリ検出ユニット19から構成される。再生信号50は予めADコンバータによりディジタル値に変換された後、波形等化処理が施されたものであり、誤差算出ユニット12内でビット列ごとに目標値との誤差の２乗値（ブランチ・メトリック値）が算出される。このとき目標値として、アシンメトリ補正目標テーブル15、もしくは補正目標テーブル16を参照する。最小誤差条件選択ユニット13では、１時刻前の状態及び各状態におけるメトリック値（ステートの遷移にともないブランチ・メトリック値を逐次加算して、かつ発散しないように処理したもの）に各ビット列に対応したブランチ・メトリック値を加える。このとき、現在の時刻のステートに至る遷移過程（通常は２つ、ランレングス制限により１つの場合もある）の中から、メトリック値の小さい方を選択する処理を行う。ステートとは１時刻の遷移に対して保存するビット列のことで、例えばPRクラスビットが4の場合には、ビット列が4ビット、ステートが3ビットで表される。図には示さないが、最小誤差条件選択ユニット13で選択した結果は、パス・メモリに逐次保存され、十分に長い時刻経過した後に、内容がマージされて、2値化結果51を取り出すことができる。レベル平均化ユニット17は、2値化結果51から、ビット列を再合成し信号レベルごとに加算平均して、結果を補正目標テーブル16に保存する。

エンベロープ／アシンメトリ検出ユニット19では、再生信号のエンベロープ、またはアシンメトリ量を測定し、図１０の係数を用いて各目標レベルを定める。こうした構成によって、 (1) 再生信号品質検証のためのベリファイ処理時、(2)記録条件調整時、(3)フォーカス・オフセットやチルトの調整時には、アシンメトリ補正目標テーブル15を用いて、アシンメトリ量のみを補償してデコード処理を行う。一方、(1)再生エラーが発生した場合、(2)再生信号品質が悪いと判定した場合には、補正目標テーブル16を用いて、再生マージンを広げた状態でデコード処理を行う。これらの切り替えによって、再生互換性の保証と広い再生マージンを両立することができる。なお、図１には、２つのテーブル15，16をスイッチによって切り替えるように図示したが、これは切り替えという概念をスイッチによって表現しただけであり、２つのデータテーブルから必要なデータを選択的に取り出せるような構成であればスイッチを用いる必要はない。

本発明の別の効果として、目標レベルの安定性の向上がある。図２に示した非特許文献１の構成及び図１の構成において、レベル平均化ユニット17は2値化結果51に基づいて、目標レベルを算出する機構である。補正目標テーブルの初期値が適正なものでなかった場合や、アクセス直後のように、PLL（Phase Locked Loop）クロックが安定化する前の状態では、2値化結果51は誤った結果となり、これに基づいて更新される目標レベルも誤ったものになり、正しいデコード結果は得られない。一方、エンベロープ／アシンメトリ検出ユニット19は、2値化結果51に依存せずに目標レベルを定めることができるので、補正目標テーブルの初期値やPLLクロックが安定度に依存せずに、適正な目標値を定めることができ、安定性を向上することができる。

図１１は、本発明の情報再生方法のブロック図を示す別の実施例である。図１に示した方法は、目標レベルに対して、時間反転とレベル反転に対する対称性の制限を加え、かつ各目標レベルをアシンメトリ量に比例して定めることができる。これには、以下の３つの前提に基づいている。
（１）再生信号がPRクラスに対して、適正に等化されていること。
（２）スライスレベルの制御手段に残留する電圧オフセットが十分に小さいこと。
（３）AGC（Automatic Gain Controller)が良好な精度で機能し、再生信号の振幅と目標レベルの振幅の誤差が小さいこと。

実際の光ディスク装置では、ディスクの位置によって、記録ドライブが違うことによって信号振幅に差が生じたり、ディスク媒体の基板厚のバラツキやチルトによって、分解能が変化する場合がある。また、回路方式によって、スライスレベルのオフセットがゼロにならない場合もある。このような場合には、図１０にまとめた関係を課すことによって、再生信号のエラー率が大きくなることがある。

これを改善するためには、目標レベルに対して、課した時間反転とレベル反転に対する対称性の制限を緩和し、時間反転に対する対称性のみを課す方法が有効である。レベル反転に対する対称性の制限をなくすことで、上に示した(2)スライスレベルのオフセットと(3)AGCの動作誤差を完全に許容することができる。また、(1)等化条件についても、各レベル間の比例係数を一定値から、再生信号に応じた値にすることによって、緩和することができる。これは図２に示した非特許文献１の構成に対して、目標レベルに時間反転の対称性の制限を課すことに等しい。時間反転に対する対称性の制限を課すことによって、特定のマークがシフトした場合には、対応しないので、再生互換性を確保することができる。

図１１において、時間反転対称化ユニット18は、レベル平均化ユニット17の算出結果に対して、時間反転に対する対称化処理をするものである。PR(1,2,2,1)を例にするとレベルの変化量は、以下の７つのレベルに集約される。これは、PR(1,2,2,1)の目標レベルが等しい場合には、補正目標も等しくするということと同じ意味である。
(a)ビット列(0,0,0,0） …4Tスペースレベル（Δ4S）
(b)ビット列(1,1,1,1） …4Tマークレベル（Δ4M）
(c)ビット列(0,0,0,1)と(1,0,0,0) …3Tスペースレベル（Δ3S）
(d)ビット列(0,1,1,1)と(1,1,1,0) …3Tマークレベル（Δ3M）
(e)ビット列(1,0,0,1) …2Tスペースレベル（Δ2S）
(f)ビット列(0,1,1,0) …2Tマークレベル（Δ2M）
(d)ビット列(0,0,1,1)と(1,1,0,0) …エッジのレベル（ΔE）

時間反転対称化ユニット18の出力はアシンメトリ補正目標テーブル15に格納される。図において、時間反転対称化ユニット18以外の各部の機能は図１の実施例と同じである。

以上の実施例では、便宜上、アシンメトリ補正目標テーブル15と補正目標テーブル16を別のものとして説明した。実用化に際しては、回路規模の縮小化のために、これらを同一のメモリ素子で共通利用することも簡単である。この場合には、目標テーブルの切り替えの代わりに、目標値の生成部（レベル平均化ユニット17とエンベロープ／アシンメトリ検出ユニット19、もしくは時間反転対称化ユニット18）のON／OFF選択を切り替えればよい。

以下、本発明の効果を実測結果に基づいて説明する。先ず、アシンメトリ補正による再生性能の向上について述べる。図１２は、前述の次世代DVDの実験から記録パワーとビットエラー率及びRMSエラー量の関係をまとめたものである。ここでディスク媒体としてトラック・ピッチ0.32μｍの相変化記録膜を用いたライト・ワンス・ディスクを使った。光源の波長=405nm、対物レンズ開口数=0.85、ウィンドウ幅Tw=75nm、変調コード=RLL(1,7)であり、記録／再生の速度は200Mbps、スライスレベルの制御手段としてHPFを使った。ここで、RMSエラーとは再生信号と目標レベルとのRMS誤差量である。Miss-Equalizationと呼ばれる場合もある。

図１２（ａ）は目標値補正のない基本的なPRMLの結果、図１２（ｂ）は図１の実施例に示した方法の結果、図１２（ｃ）は図１１の実施例に示した方式の結果、図１２（ｄ）は図２に示した非特許文献１の方式の結果をそれぞれ示す。図１２（ａ）の基本PRML方式の場合には、RMSエラー量の最小条件よりも、ビットエラー率の最小条件が高パワー側にシフトしている。前者はアシンメトリ量がゼロ付近で最小となる。両者のずれは光ディスクの信号品質がアシンメトリ＞０の条件で最良になることを示している。一方、図１２（ｂ）（ｃ）（ｄ）では、ビットエラー率のパワーマージンが拡大しており、これは記録パワーの変化に対するRMSエラー量の増加が小さくなっていることによる。これらは、アシンメトリ補正によって再生性能が向上したことを示している。

次に、再生互換性能の改善効果について述べる。図１３はマークシフトと再生ビットエラー率の関係を示す。図１３（ａ）は上に述べた、次世代DVDの実験において、2Tマークの記録パルスの発光位置を時間方向にウィンドウ幅Twの50%までシフトさせながら、記録／再生してビットエラー率を測定した結果である。記録パワーはアシンメトリがゼロになるように選択した。ここで、本発明の補正方式-1（図１の方式）と補正方式-2（図１１の方式）については、アシンメトリ補正機能を持たない基本PRML方式とほぼ同じように2Tマークの記録シフト量0.3TwでECCの訂正能力限界のビットエラー率10^-4を超える。これに対して、補正方式-3（図２に示した非特許文献１の方式）では、マークシフトに対しても目標補正が作用するために、2Tマークの記録シフト量0.4Twになってやっとビットエラー率10^-4を超える。例えば、記録シフト0.35Twの場合を考えると、補正方式-3ではベリファイを実施するとビットエラー率が10^-6以下なので、信号品質は良好と判断してしまうが、基本PRML方式を用いたドライブではECCの訂正能力を超えて再生エラーになってしまう。従って、再生互換が成立しない。一方、本発明の補正方式-1及び補正方式-2では、マークシフトに対しても目標値補正が追従しないように制限を課しているので、これらで、ベリファイして良好と判断したものは、基本PRML方式のドライブでも再生可能である。

図１３（ｂ）は、市販のDVD-RAMディスクを使った実験結果である。上と同様に、本発明の補正方式-1、補正方式-2でベリファイして良好と判断したものは、基本PRML方式のドライブでも再生可能である。しかしながら、3Tマークの記録シフト量が0.35Twの場合には、非特許文献１の方法（補正方法-3）でベリファイできても、他のドライブでは再生エラーとなる。

従来、光ディスクのベリファイの基準として、例えば「ECC訂正能力の50%まで修正が必要なものはNGと判断する」というような基準が一般的である。ところが、目標レベルを補正する方式のPRMLでは、その補正の仕方によって、ECCの訂正能力を超えるような範囲でビットエラー率が変化してしまう。従って、アシンメトリに対応することによって、再生能力を向上させて、かつ再生互換性能を確保するためには、本発明に示した目標レベルの制限が必須である。

図１４は、本発明の効果をまとめたものである。本発明を用いればアシンメトリに対応しつつ、再生互換性を確保できる。また前述のように、記録条件調整やフォーカス・オフセット調整に関しても、本発明によって、再生互換性を損なう再生信号の歪に対応しない目標レベルを使えるので、良好な調整を実施することができる。

図１５は、本発明の情報再生装置の別の実施例を示す図である。図１５（ａ）において、目標値レジスタ21は前述のアシンメトリ補正目標テーブル15と補正目標テーブル16の機能を兼ねるものである。目標値制御ユニット22は前述のレベル平均化ユニットと時間反転対称化ユニットの機能を統合したものである。デコーダ154は２値化結果51を処理して、使用される符号とフォーマットに応じて、データの復号、ECC（Error Correction Code）復号処理、アドレス検出等を行う。インターフェース152はホストコンピュータとのデータのやりとりを司る。目標値メモリ153には、アシンメトリ目標テーブルと補正目標テーブルの各テーブル値の他に、標準テーブル値やリトライ用テーブル等が保存される。

こうした構成において、CPU151は、各ブロックに動作指示を行う。前述のアシンメトリ補正目標テーブルと補正目標テーブルの切り替え機能に関しては、CPU151が目標値メモリ153に保存されたテーブル値から適宜選択して、目標値レジスタ21にデータを設定することで、等価な機能を実現している。こうした構成によって、レジスタ構成を簡略化するとともに、目標値設定について標準テーブル値(例えばPR(1,2,2,1)に対応するテーブル値)、リトライ用テーブル値（再生リトライ時に成功したテーブル値）をも加えた自由度の高い再生システムを構築することができる。

各テーブル値の選択に関しては、図１５（ｂ）に示すように、再生モードによって適宜切り替えることが好ましい。

以下のモード(1)(2)(3)では、歪のない目標が必要なのでアシンメトリ補正目標を使う。また、以下のモード(4)の場合には、最大限の再生能力を必要とするので、制限なしの補正目標テーブルを使う。
(1)装置出荷時の調整：出荷時にヘッド送り機構やスピンドルモータ等のチルトを調整する場合。
(2)学習時：ディスク媒体がローディングされた場合等に、フォーカス・オフセット、レンズ・チルト、等化器やローパス・フィルターの周波数特性、記録パワー・パルス条件の学習を実施する場合。
(3)ベリファイ時：DVD-RAM等のリード・アフター・ライト、もしくはDVD-R/RW等の書き込み終了後の再生チェックの場合。
(4)再生リトライ時：媒体欠陥や指紋等の影響によって再生エラーが発生した場合のリトライ時。

さて、通常の再生時には、再生エラーが発生しない限り目標テーブルを切り替える必要がない。切り替えには、レジスタ値の書き換え時間のオーバヘッドが必要になる。そこで、学習後であればアシンメトリ補正目標をそのまま使い、再生リトライの後であれば制限なしの補正目標テーブルをそのまま使うことが効率的である。

目標値制御ユニット22の動作はCPU151で制御される。CPU151はデコーダ154のECC訂正バイト数等の情報を監視し、訂正バイト数が規定値を超えた(再生エラーではないが、エラーの危険性が高くなった)場合に、目標値制御ユニット22に目標値の更新学習処理をするように指示を送り、訂正バイト数が規定値を下回れば、安定状態にあると判断して、目標値の更新学習処理を停止するように指示を送るのがよい。

図１６は、本発明の光ディスク装置の構成の一例を示すものである。光ディスク媒体100はモータ162により回転される。光ヘッド130は光発生手段131、集光手段132、光検出手段133から構成され、サーボメカ制御手段160内の自動位置制御手段161によって光ディスク媒体100の半径方向の任意の位置決めされる。光強度制御手段171は中央制御手段151から指令された光強度になるように光発生手段131を制御して光121を発生させる。光122は集光手段132によって集光され光スポット101を光ディスク媒体100上に形成する。集光手段132は自動位置制御手段161によってフォーカス動作とトラッキング動作を行う。光スポット101からの反射光123は光検出手段133で電気信号に変換され再生信号130となる。

再生手段190は、再生信号130を用いて、光ディスク媒体上に記録されたコード情報やアドレス情報などを再生する。上に示した本発明の情報再生方法を実現する機能は再生手段190に内蔵される。これには図１と図１１に示したブロック図の構成を実装した回路を用いればよい。

本発明の実施例において、PLL（Phase Locked Loop）及びクロック、ヘッドアンプ等の記述をしていない。これは説明の簡略化のためであり、装置を動作させるためにクロック等が必要であることは言うまでもない。

本発明による情報再生装置の一例を示す概略ブロック図。非特許文献１の構成を摸式的示した図。光ディスクの再生信号の考察に用いたシミュレーション・モデルを示す図。シミュレーション・モデルにより次世代DVDの再生信号を計算した結果を示す図。次世代DVDのアシンメトリと目標値の変化を測定した実験結果を示す図。次世代DVDの各々の目標レベルの変化を摸式的に表した図。シミュレーション・モデルによりDVDの再生信号を計算した結果を示す図。 DVDのアシンメトリと目標値の変化を測定した実験結果を示す図。 DVDの各々の目標レベルの変化を摸式的に表した図。次世代DVD及びDVDについて、アシンメトリ量または信号のエンベロープ値から各目標レベルを定める方法をまとめた図。本発明の情報再生装置の別の例を示すブロック図。本発明による次世代DVDの記録パワーとビットエラー率及びRMSエラー量の関係をまとめた図。マークシフトと再生ビットエラー率の関係を示す実験結果をまとめた図。本発明の効果をまとめた図。本発明の情報再生装置の別の例を示す図。本発明の光ディスク装置の構成例を示す図。

符号の説明

１２誤差算出ユニット
１３最小誤差条件選択ユニット
１５アシンメトリ補正目標テーブル
１６補正目標テーブル
１７レベル平均化ユニット
１８時間反転対称化ユニット
１９エンベロープ／アシンメトリ検出ユニット
５０再生信号
５１ 2値化結果
１００光ディスク媒体
１０１光スポット
１２２光
１２３反射光
１３０光ヘッド
１３１光発生手段
１３２集光手段
１５１中央制御手段
１６０サーボメカ制御手段
１６１自動位置制御手段
１６２モータ光ディスク媒体
１７１光強度制御手段
１９０再生手段

Claims

連続するＮ時刻の再生信号レベルと目標信号レベルとを比較しながら最も確からしい状態遷移を選択していくことにより前記再生信号を２値化するPRML法を用いた情報再生方法において、
少なくともベリファイ時と再生リトライ時とで異なる目標信号レベルを用いることを特徴とする情報再生方法。
請求項１記載の情報再生方法において、
前記ベリファイ時に用いる目標信号レベルは固定の目標値に補正量を加算したものであり、
前記連続するＮ時刻に対応するビット列のうち、０と１を交換したものが等しくなるビット列同士、及び第１のビット列と当該第１のビット列を時間方向に反転したものに相当する第２のビット列に対して前記補正量として同じ値を用い、
かつ、前記補正量は再生信号のアシンメトリ量、もしくは上下エンベロープ・レベルと前記固定目標との差に予め定めた比例係数を乗じた値として求めることを特徴とする情報再生方法。
請求項２記載の情報再生方法において、最短マーク長が２Ｔのとき４個の独立した補正量を用いることを特徴とする情報再生方法。
請求項２記載の情報再生方法において、最短マーク長が２Ｔのとき３個の独立した補正量を用いることを特徴とする情報再生方法。
請求項１記載の情報再生方法において、前記ベリファイ時に用いる目標信号レベルは固定の目標値に補正量を加算したものであり、連続するＮ時刻に対応するビット列のうち、第１のビット列と当該第１のビット列を時間方向に反転したものに相当する第２のビット列に対して、前記補正量として同じ値を用いることを特徴とする情報再生方法。
請求項１記載の情報再生方法において、前記ベリファイ時に用いる目標信号レベルは固定の目標値に補正量を加算したものであり、目標PRレベルの目標値が等しい複数のビット列に対して、前記補正量として同じ値を用いることを特徴とする情報再生方法。
アシンメトリ補正目標テーブルと、
補正目標テーブルと、
前記アシンメトリ補正目標テーブルと補正目標テーブルのうちの一方を選択する選択手段と、
選択されたテーブルに基づいて信号補正する手段と
を含むことを特徴とする情報再生装置。
請求項７記載の情報再生装置において、
波形等化処理が施された再生信号が入力され、連続するＮ時刻のビット列毎に前記選択されたテーブルの値との誤差の２乗値を算出する誤差検出ユニットと、
前記誤差検出回路の出力が入力され、最も確からしいビット列を選択して２値化結果を出力する最小誤差条件選択ユニットと、
前記最小誤差条件選択ユニットから出力された２値化結果からビット列を再合成して各信号レベル毎に加算平均し、結果を前記補正目標テーブルに保存するレベル平均化ユニットとを備えることを特徴とする情報再生装置。
請求項７記載の情報再生装置において、前記再生信号のアシンメトリ量を検出するアシンメトリ検出ユニット又は前記再生信号のエンベロープを検出するエンベロープ検出ユニットを有し、前記アシンメトリ補正目標テーブルは、前記アシンメトリ量検出ユニットによって検出されたアシンメトリ量又はエンベロープ検出ユニットによって検出されたエンベロープに基づいて定められた目標レベルを格納することを特徴とする情報再生装置。
請求項８記載の情報再生装置において、前記レベル平均化ユニットの演算結果に対して互いに時間反転の関係にあるビット列同士の補正量を同一にする処理を行う時間反転対称化ユニットを有し、前記時間反転対称化ユニットの処理結果を前記アシンメトリ補正テーブルに格納することを特徴とする情報再生装置。