JP2005332571A - 情報記録再生システムおよび装置 - Google Patents

Abstract

【課題】再生信号の品質評価。
【解決手段】所定の再生信号、この再生信号の信号波形パターンに対応した第１のパターン、およびこの第１のパターン以外であって再生信号の信号波形パターンに対応した任意のパターン（第２または第３のパターン）が用いられる。まず、再生信号と第１のパターンとの間の距離Ｅｏと、再生信号と任意のパターンとの間の距離Ｅｅとの間の距離差Ｄ＝Ｅｅ−Ｅｏが求められる。次に、複数の再生信号のサンプルについて距離差Ｄの分布が求められる。次に、求めた距離差Ｄの平均Ｍと求めた距離差Ｄの分布の標準偏差σとの比に基づいて、再生信号の品質評価パラメータ（Ｍ／σ）が定められる。そして、品質評価パラメータで表される評価指標値（Ｍｇｎ）から、再生信号の品質が判断される。
【選択図】 図４

Description

この発明は、光ディスク等の情報媒体を用いた情報記録再生における信号処理の改良に関する。より具体的には、情報記録再生における信号品質の評価方法、情報記録再生システムの改善、記録補償方法の改善、およびこれらの方法／システムで用いられる情報媒体に関する。

光ディスクを用いた情報記録システム（特許文献１）がある。このシステムの概要は、次のようになっている。すなわち、光ディスクに記録された情報は、ＰＵＨ（ピックアップヘッド）を用いて微弱なアナログ信号として再生される。再生されたアナログ信号は、プリアンプで増幅され十分な信号レベルとなった後、レベルスライサでマーク／スペースに対応した２値化信号となる。

一方、この２値化信号に位相同期したチャネルクロックが、ＰＬＬ（位相ロックループ）回路により生成される。上記２値化信号およびチャネルクロックから、パラメータ算出手段により波形補正量が算出される。上記波形補正量、記録データおよび基準クロックから、記録波形作成手段により、記録波形パルスが作成される。この記録波形パルスに応じたレーザ光がＰＵＨから光ディスクに照射され、記録データに相当する情報がマーク／スペースとして光ディスクに記録される。
特開２０００−９０４３６号公報

上記特許文献１の技術では、２値化信号の立ち上がりエッジあるいは立ち下がりエッジとチャネルクロックとの位相差から、波形補償量を算出している。これは、再生信号内容の識別方式としてスライス方式が採用されている場合には有効であるが、積分検出方式のように再生信号サンプルの振幅値から再生信号を識別する方式には適用できない。特に、ブルーレーザを用いた光ディスクシステムのように記録密度が高くなる場合では、識別方式にスライス方式を採用するのでは不十分であり、ＰＲＭＬ（Partial Response and Maximum Likelihood）方式のような高級な識別方式が必要になる。このＰＲＭＬ方式も再生信号サンプルの振幅値から識別する方式であり、上記特許文献１の技術では対応できない。すなわち、再生信号サンプルの振幅値から再生信号を識別するものにおいて、再生信号の品質を適切に評価することができず、あるいは適切な波形補正量の算出をすることができない。

この発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的は、再生信号サンプルの振幅値から再生信号を識別するものにおいて、再生信号の品質を適切に評価することができる方法を提供することである。

あるいは、再生信号サンプルの振幅値から再生信号を識別するものにおいて、適切な波形補正量の算出をすることができるシステムあるいは方法を提供することである。

この発明の他の目的は、上記方法あるいはシステムにおいて使用される情報媒体を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一実施に係る信号品質評価方法では、所定の再生信号（Ｅ２００）、この再生信号（Ｅ２００）の信号波形パターンに対応した第１のパターン、およびこの第１のパターン以外であって前記再生信号（Ｅ２００）の信号波形パターンに対応した任意のパターンが用いられる。ここで、まず前記再生信号（Ｅ２００）と前記第１のパターンとの間の距離Ｅｏと、前記再生信号（Ｅ２００）と前記任意のパターンとの間の距離Ｅｅとの間の距離差Ｄ（＝Ｅｅ−Ｅｏ；式１８）が求められる。次に、複数の前記再生信号のサンプルについて、前記距離差Ｄの分布（図５）が求められる。次に、前記求めた距離差Ｄの平均Ｍと前記求めた距離差Ｄの分布の標準偏差σとの比に基づいて前記再生信号（Ｅ２００）の品質評価パラメータ（Ｍ／σ；式１９）が定められる。そして、前記品質評価パラメータ（Ｍ／σ）で表される指標値（式１９の評価指標値Ｍｇｎ）から、前記再生信号（Ｅ２００）の品質が判断される。

あるいは、この発明の一実施に係る情報記録再生システムでは、信号サンプルの振幅値から信号内容を識別する方法（ＰＲＭＬ方式）が利用される。このシステムにおいて、符号ビット列“10”または“01”を含む第１のパターンと、前記符号ビット列“10”または“01”に対応する箇所が“11”である第２のパターンと、前記符号ビット列“10”または“01”に対応する箇所が“00”である第３のパターンとを提供するパターン提供手段（パターンメモリ２１２）と；所定の情報記録媒体（光ディスク１００）を用いて前記第１のパターンを記録再生する記録再生手段（２００、２３０）と；前記記録再生手段（２００、２３０）による前記第１のパターンの再生信号（Ｅ２００）が前記第２のパターンに対応するものとして識別される第１の確率（図５左）と、第３のパターンに対応するものとして識別される第２の確率（図５右）とから、前記情報記録媒体（１００）に対する記録補償量（ＷＣ）を算出する補償量算出手段（２０２〜２２４）とが用いられる。

あるいは、この発明の一実施に係る記録補償方法は、所定の再生信号（Ｅ２００）、この再生信号（Ｅ２００）の信号波形パターンに対応した第１のパターン、この第１のパターン以外であって前記再生信号（Ｅ２００）の信号波形パターンに対応した第２のパターン、および前記第１および第２のパターン以外であって前記再生信号（Ｅ２００）の信号波形パターンに対応した第３のパターンを用いて、情報記録媒体（光ディスク１００）に情報記録を行いまたは記録情報の再生を行うものに利用される。この方法では、前記再生信号（Ｅ２００）と前記第１のパターンとの間の第１距離Ｅ１（式２）と、前記再生信号（Ｅ２００）と前記第２のパターンとの間の第２距離Ｅ２（式３）と、前記再生信号（Ｅ２００）と前記第２のパターンとの間の第３距離Ｅ３（式４）とが求められる。次に、前記第１距離Ｅ１と前記第２距離Ｅ２との間の第１距離差Ｄ２＝Ｅ２−Ｅ１（式７）と、前記第１距離Ｅ１と前記第３距離Ｅ３との間の第２距離差Ｄ３＝Ｅ３−Ｅ１（式８）とが求められる。次に、複数の前記再生信号のサンプルについて、前記第１距離差Ｄ２の分布（図５左）および前記第２距離差Ｄ３の分布（図５右）が求められる。次に、前記求めた第１距離差Ｄ２の平均Ｍ２および前記求めた第１距離差Ｄ２の分布（図５左）の標準偏差σ２と、前記求めた第２距離差Ｄ３の平均Ｍ３および前記求めた第２距離差Ｄ３の分布（図５右）の標準偏差σ３とが求められる。次に、（σ２＊Ｍ３＋σ３＊Ｍ２）／（σ２＋σ３）の関係から記録補償パラメータ（式１３のＥｃ；単位はユークリッド距離）が求められる。こうして求められた前記記録補償パラメータ（Ｅｃ）に基づいて、前記情報記録媒体（１００）に対する信号記録波形（図８のｂ〜ｄなど）が補償される（記録波形の適応制御）。

以上述べたように、この発明の実施によれば、再生信号の品質を適切に評価することができる。あるいは、適切な波形補正量を得ることができる。

以下、図面を参照して、この発明の種々な実施の形態に係る信号品質評価方法、情報記録再生システム、記録補償方法、および情報媒体を説明する。

図１は、この発明の一実施の形態に係る情報記録再生システム（第１の実施の形態）の構成を説明する図である。

図１において、光ディスク１００にマーク／スペース（図示せず）として記録された情報は、ピックアップヘッド（ＰＵＨ）２００を介して、微弱なアナログ再生信号Ｅ２００として読み出される。このアナログ再生信号Ｅ２００は、プリアンプ２０２で十分な大きさに増幅される。増幅されたアナログ再生信号Ｅ２０２は、Ａ／Ｄ変換器２０４によりデジタル再生信号Ｅ２０４へ変換される。このデジタル再生信号Ｅ２０４は遅延器２０６により適宜遅延され、遅延された信号Ｅ２０６は距離計算機２０８Ａ〜２０８Ｃそれぞれに入力される。

一方、パターン判別器２１０の内部には、予め設定された数種類のパターンが登録されている。パターン判別器２１０は、光ディスク１００に記録しようとする記録データＲＤと内部の登録パターンとが一致（または対応）した場合に、一致（または対応）したパターンが登録されたどのパターンであるかを示すパターン指示信号Ｅ２１０ａを出力する（使用するパターンが例えば３種類ならば、信号Ｅ２１０ａは２ビットあればよい）。

パターンメモリ２１２は、パターン判別器２１０からのパターン指示信号Ｅ２１０ａの内容に従って、内部に登録された３種類の２値パターン（各々、パターン１、パターン２、パターン３とする）を出力する。出力された３種類の２値パターン（パターン１、パターン２、パターン３）は、それぞれ、理想信号算出器２１４Ａ〜２１４Ｃに供給される。

理想信号算出器２１４Ａ〜２１４Ｃでは、供給された２値パターン（パターン１、パターン２、パターン３）から、使用するＰＲ特性（パーシャルレスポンス特性）に応じた理想的な再生信号（以下、理想信号という；理想信号の信号パターンと再生信号との関係は、図４を参照して後述する）Ｅ２１４Ａ〜Ｅ２１４Ｃが作成される。

作成された理想信号Ｅ２１４Ａ〜Ｅ２１４Ｃは、それぞれ、距離計算機２０８Ａ〜２０８Ｃに供給される。各距離計算機２０８Ａ〜２０８Ｃには、遅延器２０６により適宜遅延された信号Ｅ２０６が入力されている。遅延器２０６による遅延量は、理想信号Ｅ２１４Ａ〜Ｅ２１４Ｃと再生信号Ｅ２０４との位相が合うように、設定される。

距離計算器２０８Ａ〜２０８Ｃでは、理想信号Ｅ２１４Ａ〜Ｅ２１４Ｃと再生信号Ｅ２０４との間の距離（後述するユークリッド距離）が計算される（算出された距離を各々、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３とする）。算出された距離Ｅ１およびＥ２は減算器２１６に入力され、算出された距離Ｅ１およびＥ３は減算器２１８に入力される。減算器２１６は距離Ｅ２と距離Ｅ１の差（Ｅ２−Ｅ１）を算出し、減算器２１８は距離Ｅ３と距離Ｅ１の差（Ｅ３−Ｅ１）を算出する。算出された差（Ｅ２−Ｅ１）および（Ｅ３−Ｅ１）は、それぞれ、距離差メモリ２２０および２２２に蓄えられる。

ここで、上記差（Ｅ２−Ｅ１およびＥ３−Ｅ１）を距離差メモリ２２０および２２２内の何処に蓄えるかは、パターン判別器２１０から出力されるメモリセレクト信号Ｅ２１０ｂに依存する（つまり、メモリ２２０および２２２への書込／読出アドレスは信号Ｅ２１０ｂにより決定できるようになっている）。

所定量のデータが光ディスク１００から記録再生された時点で、パラメータ算出部２２４は、距離差メモリ２２０および２２２に蓄えられたデータから、記録波形の波形補償量ＷＣを算出する。すなわち、パラメータ算出部２２４は、距離差メモリ２２０および２２２から読み出された距離差データＥ２２０（＝Ｅ２−Ｅ１）およびＥ２２２（＝Ｅ３−Ｅ１）に基づいて所定のパラメータ演算を行い、波形補償量ＷＣを出力する。この波形補償量ＷＣ、基準クロックＲＣおよび記録データＲＤが記録波形作成部２３０に供給される。記録波形作成部２３０は、供給された基準クロックＲＣと記録データＲＤと波形補償量ＷＣから、適宜波形補償された（適応制御された）記録波形パルスＥ２３０を生成する。ＰＵＨ２００は、生成された記録波形パルスＥ２３０を用いて、光ディスク１００上に情報を記録する。

なお、記録波形作成部２３０は、例えば図７の（ａ）に示すような周期Ｔの基準クロックＲＣ、および図７の（ｂ）に示すような長さｎＴのＮＲＺＩ（Non-Return to Zero Inverted）波形（記録データＲＤに対応）が与えられると、図７の（ｃ）に示すような波形の記録パルスＥ２３０を生成するように構成されている。また、記録波形作成部２３０は、与えられた波形補償量ＷＣに応じて、図７の（ｃ）に示す記録パルスＥ２３０の例えば先頭パルス（ファーストパルス）のパルス幅を増減させるように構成されている。このように、基準クロックＲＣ、記録データＲＤおよび波形補償量ＷＣに応じて変化する記録波形Ｅ２３０を生成する記録波形作成部２３０の内部構成の具体例は、例えば前述した特開２０００−９０４３６号に「記録波形作成手段」として具体的な開示がある（ただし特開２０００−９０４３６号の実施の形態における波形補正量ＷＣＡと本願発明の実施の形態における波形補償量ＷＣとは内容が異なる）。

本願発明の実施の形態における波形補償量ＷＣがどのようにして得られるのかについては、図６その他を適宜参照して後述する。また、得られた波形補償量ＷＣにより記録波形パルスＥ２３０の波形がどのように補償されるのかについては、図７、図８その他を適宜参照して後述する。

図２は、図１のシステム（装置）で用いられる理想信号算出器２１４（各２１４Ａ〜２１４Ｃ）の構成を説明する図である。ここでは、パーシャルレスポンス特性としてＰＲ（1,2,2,1）特性を用いたときの理想信号算出器２１４の構成を例示している。この算出器２１４は、一般的な４タップのＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタであり、そのタップ係数は、１，２，２，１となっている。

具体的には、理想信号算出器２１４内では、遅延時間が１Ｔ（基準クロックＲＣの１周期相当）の遅延器２１４１〜２１４３が直列接続され、初段の遅延器２１４１に所定パターン（パターン１、２、または３）のビット列Ｅ２１２が入力される。入力されたビット列は、後続の遅延器２１４２〜２１４３により、基準クロックＲＣに同期して１Ｔづつ遅延される。遅延前のビット列Ｅ２１２は係数「１」で加算器２１４０に入力される。遅延器２１４１により１Ｔ遅延されたビット列は、係数器２１４４により係数「×２」が掛けられて、加算器２１４０に入力される。遅延器２１４２により更に１Ｔ遅延されたビット列は、係数器２１４５により係数「×２」が掛けられて、加算器２１４０に入力される。遅延器２１４３により更に１Ｔ遅延されたビット列は、係数「１」で加算器２１４０に入力される。こうして、加算器２１４０から、ＰＲ（1,2,2,1）特性に対応した演算を受けた理想信号Ｅ２１４（Ｅ２１４Ａ、Ｅ２１４Ｂ、またはＥ２１４Ｃ）を得ることができる。

この理想信号算出器２１４に例えば“00010000”という系列（Ｅ２１２）が入力されると、その出力は“00012210”となる。同様に、“000110000”が入力されると“000134310”が出力され、“0001110000”が入力されると“000135531”が出力され、“00011110000”が入力されると“00013565310”が出力される。ＰＲ（1,2,2,1）特性では、このＦＩＲフィルタの出力（Ｅ２１４）は、“０、１、２、３、４、５、６”の７レベルのいずれかになる。

以下、便宜上、符号ビット“１”がｎ個連続する系列をｎＴマーク、同様に符号ビット“０”がｎ個連続する系列をｎＴスペースと表現する。ここで、変調符号にＲＬＬ（１、７）符号（RLL: Run-Length Limited）を使用する場合には、記録データ中に現れる系列は、２Ｔ〜８Ｔのマークおよびスペースに限定される。

以下に説明する実施の形態では、長さを２Ｔ、３Ｔ、≧４Ｔの３種類に分け、マークとスペースとをペアにして、パターン毎に記録補償量を求めるようにしている。

図３は、図１のシステム（装置）で用いられるパターンメモリ２１２の内容（パターン１、２、３）と距離差メモリ２２０／２２２の内容（マーク後端制御用、マーク前端制御用）との関係の一例を説明する図である。

例えば、図３右の第１行目は、２Ｔマーク／２Ｔスペースを記録するためのパターンを示している。この第１行目のパターンを用いて算出される結果（ＭＥＣ）は、マーク後端制御用の距離差メモリ２２０／２２２の矢印で示される箇所に対応するアドレスに蓄えられる。

ここで、パターン２、３がどのように選ばれているかの一例を説明する。パターン２は、パターン１の中央に出現する符号ビット列“10”（または“01”）に対応する箇所が“00”（または“11”）である条件と、変調符号（ＲＬＬ（１、７）等）の規則を満たすという条件の下に、パターン１の理想信号（後述する図４のＩＥＡ）に対するユークリッド距離が最小となるパターンを採用している。また、パターン３は、パターン１の中央に出現する符号ビット列“10”（または“01”）に対応する箇所が“11”（または“00”）である条件と、変調符号（ＲＬＬ（１、７）等）の規則を満たすという条件の下に、パターン１の理想信号（図４のＩＥＡ）に対するユークリッド距離が最小となるパターンを採用している。

なお、長さの同じ２つの系列を各々ＰＡ（ｎ）、ＰＢ（ｎ）（ここでｎ＝０〜Ｎ）としたとき、ユークリッド距離は、
Σ_n=0 ^N｛ＰＡ（ｎ）−ＰＢ（ｎ）｝^２ …（１）
で与えられる。

以下、具体例を挙げてユークリッド距離について説明する。図３の第２行では、パターン１として、“000111001111”が採用されている。これに対し、パターン２としては、“000110001111”が採用されている。パターン１、２の違いは、中央ビットが“10”であるか“00”であるかの違いのみである。

パターン１の理想信号（図４のＩＥＡ）は“000135532356531”であり、パターン２の理想信号（図４のＩＥＢ）は“000134311356531”である。これら２系列のユークリッド距離は「１０」である。ここで、中央ビットが“00”のパターンであり、かつ、その理想信号とパターン１の理想信号とのユークリッド距離が「１０」以下となるのは、上記“000110001111”のみである。このことから、“000110001111”がパターン２として採用される。

図３の第２行のパターン３に着目すると、“000111100111”が採用されている。パターン１の中央ビット“10”を“11”に変えたパターンは、“000111101111”である。パターン“000111101111”の理想信号“000135654456531”とパターン１の理想信号“000135532356531”とのユークリッド距離は「１０」であり、中央ビットが“11”のパターンであり、かつ、その理想信号とパターン１の理想信号とのユークリッド距離が「１０」以下となるのは、パターン“000111101111”のみである。しかし、パターン“000111101111”には、ビット系列“101”が含まれており、変調符号（ＲＬＬ（１、７））の規則に違反するため、“000111101111”はパターン３として採用されない。パターン３として採用されるのは、変調符号（ＲＬＬ（１、７））の規則を満たすパターン“000111100111”である。

このパターン“000111100111”の理想信号“000135653235531”とパターン１の理想信号“000135532356531”とのユークリッド距離は「１２」である。変調符号（ＲＬＬ（１、７））の規則を満たし、中央ビットが“11”のパターンであり、かつ、その理想信号とパターン１の理想信号とのユークリッド距離が「１２」以下となるのは、上記“000111100111”のみである。このことから、“000111100111”がパターン３として採用される。

次に、この発明の実施の形態における記録補償量の算出方法の基本概念について、図４〜図６その他を適宜参照しながら説明する。

図４は、図１の構成における再生信号（Ｅ２００）とパターン１〜３の理想信号（ＩＥＡ、ＩＥＢ、ＩＥＣ）との関係を説明する図である。いま、図１のパターン判別器２１０により選択されるパターン１、２、３各々が、例えば図４の上部に示されるような内容である場合を考える。パターン１、２、３から算出される理想信号ＩＥＡ、ＩＥＢ、ＩＥＣは、各々図４の下部に示されるような波形に対応するものとなる。この実施の形態におけるＰＲ特性は、拘束長「４」のＰＲ（1,2,2,1）であるため、パターン１、２、３の先頭３ビット分と後端３ビット分の理想信号は不確定である。

図４で示されるパターン１、２、３の理想信号系列（ＩＥＡ、ＩＥＢ、ＩＥＣ）を各々Ｐ１（ｔ）、Ｐ２（ｔ）、Ｐ３（ｔ）とし、再生信号をＹ（ｔ）とする。すると、Ｐ１（ｔ）、Ｐ２（ｔ）、Ｐ３（ｔ）とＹ（ｔ）とのユークリッド距離Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３は、
Ｅ１＝Σ｛Ｙ（ｔ）−Ｐ１（ｔ）｝² …（２）
Ｅ２＝Σ｛Ｙ（ｔ）−Ｐ２（ｔ）｝² …（３）
Ｅ３＝Σ｛Ｙ（ｔ）−Ｐ３（ｔ）｝² …（４）
となる。パターン１を記録したにも拘わらず、その再生信号の識別結果がパターンＥ２となる条件は、
Ｅ１＞Ｅ２ …（５）
同様に、パターン１を記録したにも拘わらず、その再生信号の識別結果がパターンＥ３となる条件は、
Ｅ１＞Ｅ３ …（６）
である。

ここで、次のように定義されるユークリッド距離差（Ｄ２、Ｄ３）
Ｄ２＝Ｅ２−Ｅ１ …（７）
Ｄ３＝Ｅ３−Ｅ１ …（８）
を考える。

図５は、図１の構成において算出されるユークリッド距離差（Ｄ２＝Ｅ２−Ｅ３、Ｄ３＝Ｅ３−Ｅ１）の分布を例示する図である。図５において、ユークリッド距離差Ｄ２、Ｄ３の各分布が０以下となる領域がエラーに対応する。

いま、ユークリッド距離差Ｄ２、Ｄ３の平均をそれぞれＭ２、Ｍ３とし、距離差Ｄ２、Ｄ３の標準偏差をそれぞれσ２、σ３とする。すると、パターン１を記録したときに、その再生信号の識別結果がパターン２にならないためのマージンＭｇｎ２は、
Ｍｇｎ２＝Ｍ２／σ２ …（９）
となる。

同様に、パターン１を記録したときに、その再生信号の識別結果がパターン３にならないためのマージンＭｇｎ３は、
Ｍｇｎ３＝Ｍ３／σ３ …（１０）
となる。

ここで、パターン１を記録したときに、その再生信号の識別結果がパターン２となる事象（パターン１と識別されるべきところをパターン２と誤認される事象）と、その再生信号の識別結果がパターン３となる事象（パターン１と識別されるべきところをパターン３と誤認される事象）は相反する事象と考えられる。

図６は、図１の構成において算出されるユークリッド距離差（Ｄ２＝Ｅ２−Ｅ３、−Ｄ３＝Ｅ１−Ｅ３）に基づくユークリッド距離補正量を説明する図である。

図６は、ユークリッド距離差Ｄ２および−Ｄ３の分布を例示している。図６の横軸上には、ある値Ｅｃ（後述する記録補償パラメータ）が設定されている。そして、距離差分布Ｄ２および距離差分布−Ｄ３の、設定値ＥｃまでのマージンＭｇｎ２’およびＭｇｎ３’は、
Ｍｇｎ２’＝（Ｍ２−Ｅｃ）／σ２ …（１１）
Ｍｇｎ３’＝（Ｍ３＋Ｅｃ）／σ３ …（１２）
となる。

式（１１）および式（１２）が等しい（２つのマージンＭｇｎ２’およびＭｇｎ３’が等しい）として、Ｅｃについて解くと、
Ｅｃ＝（σ３＊Ｍ２＋σ２＊Ｍ３）／（σ２＋σ３）
…（１３）
が得られる。

式（１３）により求めたＥｃ分だけ図６の分布（距離差分布Ｄ２および距離差分布−Ｄ３）を全体的にシフトさせれば（図６の例でいえば縦軸の原点“０”を記録補償パラメータＥｃの設定位置まで右方向にずらせば）、パターン１を記録したときにその再生信号の識別結果がパターン２となる確率と、その再生信号の識別結果がパターン３となる確率とが等しくなる。この状態が、最も誤り難い状態に対応する。

つまり、記録補償パラメータＥｃに対応する波形補償量ＷＣを図１のパラメータ算出部２２４で生成し、生成された補償量ＷＣを図１の記録波形作成部２３０に与えて上記「パターン１を記録したときに識別結果がパターン２となる確率と識別結果がパターン３となる確率とが等しくなる」ような記録補償を施すことにより、記録情報に対する再生信号の読み誤りの確率が最も低い状態が得られる。これにより、例えばブルーレーザを用いた高密度光ディスクにおいても、良好な記録／再生を行うことができるようになる。

なお、記録補償パラメータＥｃの符号は「記録マークを大きくするのか小さくするのか」に対応し、Ｅｃの絶対値は「記録マークサイズの変化量」に対応している。また、図６の例示でいえば、記録補償パラメータＥｃの符号は「Ｅｃの設定位置を原点“０”の右側に設定するのか左側に設定するのか」を示し、Ｅｃの絶対値は「Ｅｃの設定位置が原点“０”からどれだけずれるのか」を示している。

ここで、記録補償パラメータＥｃの単位はユークリッド距離である。ユークリッド距離（Ｅｃ）を信号の振幅（Ｖｃ）に変換するには、理想信号の系列長が「７」であるので、
Ｖｃ＝√（Ｅｃ／７） …（１４）
とすればよい。あるいは、使用するＰＲ特性の拘束長が「４」であることから、
Ｖｃ＝√（Ｅｃ／４） …（１５）
とすればよい。

記録パルスＥ２３０の補償量ＷＣを求めるには、式（１４）または式（１５）で示される振幅補償値Ｖｃから時間補償量を求め、更にパルス補償量を求める必要がある。しかし、このような２段階の変換内容は、マーク長やスペース長の他に記録媒体特性によっても変わってくるため、ＶｃからＷＣを得るための変換式を求めることは、容易ではない。

しかし、式（１３）のＥｃ、あるいは式（１４）または式（１５）のＶｃから、次のようにして記録補償を施す方法ならば、容易に実施できる。すなわち、例えば、Ｅｃから記録補償量を求めるには、図６の原点“０”近傍に不感帯を設ける。そして、Ｅｃがこの不感帯内にあれば、次回の記録補償量ＷＣは変化無しとする。Ｅｃが不感帯よりも大きければ、次回の記録補償量は＋１ステップとする。逆にＥｃが不感帯よりも小さければ、次回記録補償量は−１ステップとする。こうして求めた記録補償量（ＷＣ）の増減／無変化［−１、０、＋１］に応じて、例えば、図７に例示されるような記録波形Ｅ２３０のファーストパルスの幅を増減することで、記録波形Ｅ２３０に対する補償を行うことができる。

なお、上記不感帯の幅（サイズ）および±ステップの大きさ（１ステップあたりＷＣをどの程度変化させるか）は、実際の装置において試験することで決定すればよい。

記録波形Ｅ２３０に対する補償方法は、記録波形Ｅ２３０のファーストパルスの幅を増減することに限られない。ファーストパルス、ラストパルスおよび／またはクーリングパルスの幅を増減する方法もある。

また、記録波形パルスＥ２３０の変化のさせ方は、図８（ｂ）の破線で例示されるようなパルス幅変化に限られない。すなわち、図８（ｃ）の破線で例示されるようなパルス高変化であっても、図８（ｄ）の破線で例示されるようなパルスの位相変化であってもよい。また、図８（ｂ）〜（ｄ）のパルス幅変化、パルス高変化、および／またはパルス位相変化は、適宜組み合わせて用いられてもよい。

このように、波形補償量ＷＣに基づいて記録波形Ｅ２３０のパルス幅、パルス高、および／またはパルス位相を変化させることにより、前記「パターン１を記録したときに識別結果がパターン２となる確率と識別結果がパターン３となる確率とが等しくなる」ように制御することを、この実施の形態では、「記録波形の適応制御」と呼ぶことにする。

このようにして、「記録波形の適応制御」により新しくできた記録波形パルスＥ２３０を用いて記録再生を行い、その記録再生に伴い前述した方法でＥｃを計算し、以下同様の手順を数回繰り返す。この操作の繰り返しにより、記録波形パルスＥ２３０は（個別の記録再生システムおよび／または個々の光ディスクに対して）最適化され、良好な記録再生ができるようになる。

なお、上記の例では記録波形パルスＥ２３０の変化量を［−１、０、＋１］の３ステップとしたが、Ｅｃの区間をもっと細かく分割し、例えば、[−２、−１、０、＋１、＋２]のように５ステップにしてもよい。

ところで、記録波形パルスＥ２３０算出の繰り返しを何回行うかは、予めその回数を決めておく方法が考えられる。別の方法として、再生信号の信号品質を示す評価指標値（以下に述べるＭｇｎ）が規定の値を満たすまでとする方法も考えられる。

再生信号の信号品質を示す評価指標値として、式（９）または式（１０）を用いることができる。以下、式（９）または式（１０）を一般化して説明する。あるデータを記録したときの再生信号をＹ（ｔ）、記録したデータの理想信号をｐ（ｔ）とし、記録したデータ以外の任意のデータの理想信号をｐ’（ｔ）とする。Ｙ（ｔ）とｐ（ｔ）とのユークリッド距離Ｅｏは、
Ｅｏ＝Σ｛Ｙ（ｔ）−ｐ（ｔ）｝²
…（１６）
であり、同様に、Ｙ（ｔ）とｐ’（ｔ）とのユークリッド距離Ｅｅは、
Ｅｅ＝Σ｛Ｙ（ｔ）−ｐ’（ｔ）｝²
…（１７）
である。ＥｏとＥｅとから、ユークリッド距離差
Ｄ＝Ｅｅ−Ｅｏ …（１８）
を求める。このユークリッド距離差Ｄの平均Ｍおよびその標準偏差σから、
Ｍｇｎ＝Ｍ／σ …（１９）
を求める。式（１９）に示される評価指標値Ｍｇｎがある値以上となるまで、先の記録波形パルスＥ２３０の算出を繰り返し行う。

図１その他を参照して説明した第１の実施の形態では、光ディスク１００に記録されるマーク／スペースの長さを２Ｔ、３Ｔ、≧４Ｔの３種類に分けたが、マーク／スペースの長さの分類はもっと多くしてもよい。例えば、マーク／スペースの長さを２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、≧５Ｔの４種類に分けてもよい。

図９は、マーク／スペースの長さを２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、≧５Ｔの４種類に分けた場合の、パターン１、２、３と距離差メモリ２２０／２２２の構成との対応関係を例示している。パターンの種類が異なる（３種類が４種類に増えた）こと以外は、図１その他を参照して説明した第１の実施の形態と同様の手順で記録波形パルスＥ２３０を求めることができる。

この発明の実施の形態によれば、再生信号Ｅ２００を記録データＲＤの理想信号と一致させる場合よりも、更に良好な再生信号が得られるような記録再生が可能となる。

例えば、図３の第４行において、パターン１とパターン２の理想信号のユークリッド距離は「１２」であり、パターン１とパターン３の理想信号のユークリッド距離は「１０」である。パターン１の理想信号と一致するような記録が行われた場合、再生信号劣化の支配的要因を白色雑音とすると、Ｍｇｎ２＞Ｍｇｎ３となり、Ｅｃ＜０となる。つまり、２Ｔマークが小さくなるように記録することとなる。

２Ｔマークが小さくなる場合でも、ビタビ復号器（後述する図１５の２４０）を利用すれば、再生信号の読み取りエラーを回避できる。これは、ビタビ復号器では変調符号規則の１Ｔが含まれないことが利用されており、２Ｔ信号が多少小さくてもエラーを生じないことに対応する。

しかしながら、再生信号が理想信号よりもずれるようになった場合、別の不都合が起きる場合がある。例えば、再生信号Ｅ２００が中心レベルを通過するタイミングからクロックを抽出するタイミング生成回路が用いられる場合、図１の第１の実施の形態では、クロックの精度が劣化する恐れがある。その場合には、図３のパターンの代わりに、図１０のパターンを使用すればよい。図１０のパターンでは、実際にはビタビ復号器が出力しない１Ｔ信号をパターン２、３に採用することで、再生信号Ｅ２００はパターン１の理想信号に近づく。同様に、図９のパターンの代わりには、図１１パターンのを採用すればよい。

図１２は、図３または図１０に例示されたパターンを利用したときの記録補償量（ＷＣ）決定パターンの一例を説明する図である。

記録補償量（ＷＣ）決定用パターン（記録データＲＤ）としては、ランダムなデータを採用し、その中からパターン１を抽出する方法が考えられる。別の方法として、図１２に示されるようなパターンを記録補償量（ＷＣ）決定用パターンとして採用することもできる。図１２のパターンは、図２のパターン１が全て含まれるパターンになっている。更に、その並びに工夫してあり、ｎＴマーク／ｍＴスペースの記録補償量を求めるパターンの次には、ｎＴスペース／ｍＴマークの記録補償量を求めるパターンがくるようになっている。このような並びにすることにより、図１２のパターンは１行毎にＤＳＶ（Digital Sum Value）が０となる。

同様に図９のパターンに対する記録補償量（ＷＣ）決定用パターンとしては、図１３に示されるようなものが考えられる。また、図１０、図１１のパターンに対する記録データ（ＲＤ）も、図１２の場合と同様に与えられる。

パターン１、２、３、あるいは、記録補償量（ＷＣ）決定用パターンについては、情報記録システム（装置）に予め記憶しておく（図１の２１０、２１２など）方法がある。一方、記録再生に使用される個々の媒体（光ディスク１００）により、これらのパターンが異なる場合もある。このことを考慮して、個々の媒体の一部、例えば図１４に示される光ディスク１００のリードインエリア１０２に、パターン１、２、３および／または記録補償量（ＷＣ）決定パターンを予め記録しておく方法も考えられる。

このように個々の情報記録媒体（記録再生可能な生ディスク／ブランクディスク）に最適記録再生のためのパターンデータおよび／または記録補償量データを予め記録しておけば、その媒体を用いるシステム（記録再生装置など）は、素早く的確に、その媒体に合った記録波形で情報記録再生できるようになる。

なお、上記情報記録媒体（記録再生可能な生ディスク／ブランクディスク）の具体例として、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ等がある。また、最適記録再生のためのパターンデータおよび／または記録補償量データの記録場所は、図１４のリードインエリア１０２に限定する必要はなく、データエリア１０４中の特定位置でも、リードアウトエリア１０６でもよい。

最適記録再生のためのパターンデータおよび／または記録補償量データの記録場所としては、通常はリードインエリア１０２が適当であるが、状況により別の場所が良いこともあり得る。例えば媒体がＤＶＤ−Ｒであり、このＤＶＤ−Ｒのデータエリア１０４の途中までデータ記録が済んでいる場合を考えてみる。この場合、データ記録が済んだ直後に続くの僅かな記録エリアＸを利用して最適記録再生のためのパターンデータおよび／または記録補償量データを記録しておくことができる。そのＤＶＤ−Ｒに新たなデータ記録を行う際は、エリアＸの記録内容（パターンデータおよび／または記録補償量データ）を利用して記録波形補償を行い、補償された記録波形でもって（エリアＸの直後から）新たなデータをＤＶＤ−Ｒの未記録エリアに記録するように構成できる。

また、媒体が例えば両面に記録層を持つタイプの場合、Ａ面記録が終了してＢ面記録に移る状況では、データ記録スタート位置がリードインエリア１０２よりもリードアウトエリア１０６の方に近いことがある。この場合、パターンデータおよび／または記録補償量データは、ＰＵＨ２００のシーク距離が短くて済むリードアウトエリア１０６に記録されているほうがよいこともある（このような場合でも、パターンデータおよび／または記録補償量データの記録場所をリードインエリア１０２にしておくことは妨げない）。

図１５は、この発明の他の実施の形態に係る情報記録再生システム（装置）（第２の実施の形態）の構成を説明する図である。図１５の実施の形態は、図１の実施の形態にビタビ復号器２４０を追加した構成を持っている。別の言い方をすると、図１５の実施の形態では、パターン判別器２１０の入力として、記録データＲＤではなく、ビタビ復号器２４０からの識別結果Ｄ２４０が利用されている。このビタビ識別結果Ｄ２４０を利用する場合、図５に例示された分布の０以下は無くなり、記録波形パルスＥ２３０を求める際に算出誤差が生じるようになる。しかしながら、記録データＲＤと再生信号Ｅ２００との位相調整が難しい場合には、図１５の実施の形態のようにビタビ復号器２４０を利用することは有効な方法である。

なお、この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形・変更が可能である。

例えば、式２〜式４ではユークリッド距離Ｅａを“Ｅａ＝Σ｛Ｙ（ｔ）−Ｐｘ（ｔ）｝²”という算出方法（２乗することで大きさの累積値を求める）で求めているが、このＥａに対応する別の情報として“Ｅｂ＝Σ｜Ｙ（ｔ）−Ｐｙ（ｔ）｜”を算出してもよい（絶対値をとることで大きさの累積値を求める）。

また、以上述べた実施の形態の説明ではＰＲ（1,2,2,1）特性を用いたが、その他のＰＲ特性を用いてもこの発明を実施することは可能である。また、ＲＬＬ（１、７）符号以外の変調符号を用いてもこの発明を実施することができる。

また、各実施の形態は可能な限り適宜組み合わせて実施されてもよく、その場合組み合わせによる効果が得られる。

さらに、上記実施の形態には種々な段階の発明が含まれており、この出願で開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。たとえば、実施の形態に示される全構成要件から１または複数の構成要件が削除されても、この発明の効果あるいはこの発明の実施に伴う効果のうち少なくとも１つが得られるときは、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。

＜各実施の形態の要点まとめ＞
（１）符号ビット列“10”または“01”を含む第１のパターンと、前記符号ビット列“10”または“01”に対応する箇所が“00”である第２のパターンと、前記符号ビット列“10”または“01”に対応する箇所が“11”である第３のパターンを対象パターンとして用意し、第１のパターンを記録したときの再生信号の第２のパターンへの誤り易さと、前記再生信号の第３のパターンへの誤り易さが等しくなるように、記録補償を施す。

（２）再生信号と第１のパターンとの距離Ｅｏと、再生信号と第２または第３のパターンの距離Ｅｅとから、距離差Ｄ＝Ｅｅ−Ｅｏを求める。Ｄの平均Ｍとその標準偏差σを用いて、Ｍ／σで表される値から、再生信号の品質を判断する。

（３）再生信号と第１のパターンとの距離Ｅ１と、再生信号と第２のパターンの距離Ｅ２と、再生信号と第３のパターンの距離Ｅ３を求める。続いてＤ２＝Ｅ２−Ｅ１、Ｄ３＝Ｅ３−Ｅ１を求める。Ｄ２の平均をＭ２、標準偏差をσ２とし、Ｄ３の平均をＭ３、標準偏差をσ３としたとき、Ｅｃ＝（σ２＊Ｍ３＋σ３＊Ｍ２）／（σ２＋σ３）なるＥｃを求める。Ｅｃから記録波形補償量を求める。

以上述べたように、この発明の実施によれば、再生信号の品質を適切に評価することができる。あるいは、適切な波形補正量を得ることができる。

この発明の一実施の形態に係る情報記録再生システム（第１の実施の形態）の構成を説明する図。 図１のシステムで用いられる理想信号算出器の構成の一例を説明する図。 図１のシステムで用いられるパターンメモリの内容（パターン１、２、３）と距離差メモリの内容（マーク後端制御用、マーク前端制御用）との関係の一例を説明する図。 図１の構成における再生信号（Ｅ２００）と理想信号（ＩＥＡ、ＩＥＢ、ＩＥＣ）との関係を説明する図。 図１の構成において算出されるユークリッド距離差（Ｄ２＝Ｅ２−Ｅ３、Ｄ３＝Ｅ３−Ｅ１）の分布を例示する図。 図１の構成において算出されるユークリッド距離差（Ｄ２＝Ｅ２−Ｅ３、−Ｄ３＝Ｅ１−Ｅ３）に基づくユークリッド距離補正量を説明する図。 図１のシステムで用いられる記録波形パルスの具体例を説明する図。 図１のシステムで用いられる記録波形補償方法の一例を説明する図。 図１のシステムで用いられるパターンメモリの内容（パターン１、２、３）と距離差メモリの内容（マーク後端制御用、マーク前端制御用）との関係の第２の例を説明する図。 図１のシステムで用いられるパターンメモリの内容（パターン１、２、３）と距離差メモリの内容（マーク後端制御用、マーク前端制御用）との関係の第３の例を説明する図。 図１のシステムで用いられるパターンメモリの内容（パターン１、２、３）と距離差メモリの内容（マーク後端制御用、マーク前端制御用）との関係の第４の例を説明する図。 図３または図１０に例示されたパターンを利用したときの記録補償量決定パターンの一例を説明する図。 図９または図１１に例示されたパターンを利用したときの記録補償量決定パターンの一例を説明する図。 この発明により情報記録または情報再生を行う媒体としての光ディスク（ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ等）の構成を説明する図。 この発明の他の実施の形態に係る情報記録再生システム（第２の実施の形態）の構成を説明する図。

符号の説明

１００…光ディスク（ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ等）；２００…光ヘッド（ＰＵＨ）；２０８（２０８Ａ〜２０８Ｃ）…距離計算器；２１０…パターン判別器；２１２…パターンメモリ；２１４（２１４Ａ〜２１４Ｃ）…理想信号算出器；２２０、２２２…距離差メモリ；２２４…パラメータ算出部；２３０…記録波形作成部；２４０…ビタビ復号器。

Claims (3)

1. 信号サンプルの振幅値から信号内容を識別する方法を利用するものにおいて、
   符号ビット列“10”または“01”を含む第１のパターンと、前記符号ビット列“10”または“01”に対応する箇所が“11”である第２のパターンと、前記符号ビット列“10”または“01”に対応する箇所が“00”である第３のパターンとを提供するパターン提供手段と；
   所定の情報記録媒体を用いて前記第１のパターンを記録再生する記録再生手段と；
   前記記録再生手段による前記第１のパターンの再生信号が前記第２のパターンに対応するものとして識別される第１の確率および／または第３のパターンに対応するものとして識別される第２の確率から、前記情報記録媒体に対する記録補償量を算出する補償量算出手段と
   を備えたことを特徴とする情報記録再生システム。
2. 前記補償量算出手段により算出される前記記録補償量は、
   前記情報記録媒体に前記第１のパターンを記録したときにこの前記情報記録媒体から得られる前記再生信号が前記第２のパターンに対応するものと誤認される第１の誤り易さと、
   前記情報記録媒体に前記第１のパターンを記録したときにこの前記情報記録媒体から得られる前記再生信号が前記第３のパターンに対応するものと誤認される第２の誤り易さとが実質的に等しくなるように設定される
   ように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 信号サンプルの振幅値から信号内容を識別する方法を利用するものにおいて、
   符号ビット列“10”または“01”を含む第１のパターンと、前記符号ビット列“10”または“01”に対応する箇所が“11”である第２のパターンを提供するパターン提供手段と；
   所定の情報記録媒体を用いて前記第１のパターンを記録再生する記録再生手段と；
   前記記録再生手段による前記第１のパターンの再生信号が前記第２のパターンに対応するものとして識別される確率から、前記情報記録媒体に対する記録補償量を算出する補償量算出手段と
   を備えたことを特徴とする情報記録再生システム。

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