JP2007066464A - Correction processing of reproducing signal of multivalued information - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the separation degree of the distribution of reproducing signals and to reduce the effect of inter-code interference of multivalued information. <P>SOLUTION: The ratio of the change of reproducing signal amplitude that a center cell can take for the total value of the multiple values of front and rear cells in three consecutive cells is acquired beforehand. Then, when performing reproduction, the total value of the multiple values of the adjacent front and rear cells is acquired for each cell, and the reproducing signal amplitude acquired in the center cell is corrected on the basis of the total value and the ratio of the change. As a result, by reproducing the multivalued information on the basis of the corrected reproducing signal amplitude, the effect of the inter-code interference of the multivalued information is reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、情報ピットのレベルを3値以上の値を用いて記録或いは再生を行う、多値情報を記録または/かつ再生する光学的情報記録再生装置及び方法である。特に、光学的情報媒体より得られた再生信号から、符号間干渉の影響、または/かつ非線形性の影響を補正するものについてである。   The present invention is an optical information recording / reproducing apparatus and method for recording or / and reproducing multi-value information, in which information pit levels are recorded or reproduced using values of three or more values. In particular, it is for correcting the influence of intersymbol interference and / or the influence of non-linearity from a reproduction signal obtained from an optical information medium.

近年、光メモリ産業は拡大しつつあり、再生専用のCDやDVDから、金属薄膜や色素系記録材料を用いた追記型、更には、光磁気材料や相変化材料を用いた書換え型まで開発され、その応用も民生からコンピュータの外部メモリへと拡大している。   In recent years, the optical memory industry has been expanding, and it has been developed from read-only CDs and DVDs to write-once using metal thin films and dye-based recording materials, as well as rewritable using magneto-optical materials and phase change materials. Its application is expanding from consumer to external memory of computers.

そして、更に記録容量の高密度化の研究開発が進められており、情報の記録再生に関わる光スポットを微小化する技術として、光源の波長は赤色(650nm)から、青紫色(405nm)になりつつある。また、対物レンズの開口数も0.6や0.65から0.85へと高められようとしている。また、一方では、同じ光スポットの大きさを用いて、より効率のよい多値記録再生の技術も提案されている。   Research and development for further increasing the recording capacity has been promoted, and the wavelength of the light source has changed from red (650 nm) to blue-violet (405 nm) as a technique for miniaturizing the light spot related to information recording / reproduction. It is going The numerical aperture of the objective lens is also being increased from 0.6 or 0.65 to 0.85. On the other hand, more efficient multilevel recording / reproducing techniques using the same light spot size have also been proposed.

例えば、本願発明者は、多値記録再生技術の方式として、特開平5−128530号公報を提案している。それは、光学的情報記録媒体の情報トラック上に、情報ピットのトラック方向の幅と、その情報ピットの再生用光スポットに対するトッラク方向のシフト量の組み合せによって、多値情報を記録する記録方法。その多値記録した情報ピットを再生する際、予め学習しておいた検出信号と光スポットから得られた検出信号との相関より多値情報を再生する再生方法とを提案している(特許文献1)。   For example, the inventor of the present application has proposed Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-128530 as a method of multilevel recording / reproducing technology. The recording method records multi-value information on an information track of an optical information recording medium by combining the width of the information pit in the track direction and the amount of shift in the track direction with respect to the reproduction light spot of the information pit. When reproducing the multi-value recorded information pit, a reproduction method for reproducing multi-value information from the correlation between a detection signal learned in advance and a detection signal obtained from a light spot is proposed (Patent Document). 1).

また、光ディスク分野の研究における国際学会であるISOM2003において、8レベルの多値記録再生を行った発表がなされている(非特許文献1)。その光学系は、青紫色の光源(405nm)とNA0.65である。トラックピッチが0.46μmの光ディスクに対して、仮想的に設けた一つの情報ピットを記録する領域(以下、セルと記述する)のトラック方向の幅は0.26μmとなっている。   Also, ISOM 2003, which is an international conference in research on the field of optical discs, has announced that multilevel recording / reproduction of 8 levels has been performed (Non-patent Document 1). The optical system is a blue-violet light source (405 nm) and NA 0.65. For an optical disc having a track pitch of 0.46 μm, the width in the track direction of a region (hereinafter referred to as a cell) in which one information pit virtually provided is recorded is 0.26 μm.

また、本出願人から、更に、青紫色の光源(405nm)とNA0.85光学系を用い、光スポットを微小化して、ISOM2003で発表された多値方式に適応し、およそ30Gbit/inch程度の高密度化を行う提案がなされている。 In addition, the applicant further uses a blue-violet light source (405 nm) and an NA 0.85 optical system to reduce the light spot and adapt to the multi-value scheme announced at ISOM 2003, about 30 Gbit / inch 2 There has been a proposal to increase the density.

これによると、8レベルの情報ピットの選択は、例えば、図13に示すようにセルのトラック方向(図中A方向)の幅を16等分(16チャンネルビット)している。レベル0を何も情報ピットを記録しない。レベル1を2チャンネルビットの幅。レベル2を4チャンネルビットの幅。レベル3を6チャンネルビットの幅。レベル4を8チャンネルビットの幅。レベル5を10チャンネルビットの幅。レベル6を12チャンネルビットの幅。レベル7を14チャンネルビットの幅としている。   According to this, the selection of 8-level information pits, for example, divides the width of the cell in the track direction (A direction in the figure) into 16 equal parts (16 channel bits) as shown in FIG. No information pit is recorded at level 0. Level 1 is 2 channel bits wide. Level 2 is 4 channel bits wide. Level 3 is 6 channel bits wide. Level 4 is 8 channel bits wide. Level 5 is 10 channel bits wide. Level 6 is 12 channel bits wide. Level 7 is 14 channel bits wide.

図14に光ディスク上のトラックに対して、ランダムな情報ピットを記録した時の模式図と、光スポットの関係を示す。   FIG. 14 shows a schematic diagram when a random information pit is recorded on a track on the optical disc and the relationship between the light spots.

記憶容量を増やすためには、セルの大きさを小さくする必要があり、小さくすると図14に示すように光スポット内に2〜3個のセルの情報ピットが含まれることになる。図において、矢印A方向が同様にトラック方向を示し、破線で区切られた領域が仮想的に設けられた、それぞれのセルであり、11は光ディスク上のトラック、12はランダムな情報ピット、13を記録する光ディスクを示す。   In order to increase the storage capacity, it is necessary to reduce the size of the cell, and if it is reduced, information pits of 2 to 3 cells are included in the light spot as shown in FIG. In the figure, the direction of arrow A similarly indicates the track direction, each cell is virtually provided with a region delimited by a broken line, 11 is a track on the optical disc, 12 is a random information pit, Indicates an optical disc to be recorded.

ここで、光スポットの大きさ約0.405μmに対し、セルの幅を0.2μmとしている。このスケールだと、2値レベルの従来方式(例えば、1−7PP変調、2T=139nm)とした時の面密度約19.5Gbit/inchに対して、約1.5倍の面密度向上が可能である。 Here, the cell width is set to 0.2 μm with respect to the size of the light spot of about 0.405 μm. With this scale, the surface density is improved by about 1.5 times compared to the surface density of about 19.5 Gbit / inch 2 when the conventional method of binary level (for example, 1-7PP modulation, 2T = 139 nm) is used. Is possible.

次に、この方式による再生信号の様子を知るために、光学シミュレーションを行った結果を説明する。   Next, in order to know the state of the reproduction signal by this method, the result of optical simulation will be described.

図15に光学シミュレーションに用いたパラメータを示している。トラックのピッチは0.32μm。光スポットの大きさは0.405μm(波長405nm、対物レンズの開口数:NA0.85)。セルの大きさを0.2μm。与えた情報ピットの形状は、図13に示したそれぞれのレベルに対して図16のように与えた。   FIG. 15 shows parameters used for the optical simulation. The track pitch is 0.32 μm. The size of the light spot is 0.405 μm (wavelength 405 nm, numerical aperture of objective lens: NA 0.85). The cell size is 0.2 μm. The shape of the given information pit was given as shown in FIG. 16 for each level shown in FIG.

図17は連続する3つのセルに8種類のレベルを順次組合わせて与え(全ての組合わせは8x8x8=512通り)、光スポットを初めのセル(前のセル)中心から3つ目のセル(後ろのセル)中心まで移動させたときの再生信号(反射光量)を計算した。   In FIG. 17, eight types of levels are sequentially combined to three consecutive cells (all combinations are 8 × 8 × 8 = 512), and the light spot is the third cell from the center of the first cell (previous cell) ( The reproduction signal (the amount of reflected light) when moving to the center of the back cell was calculated.

図17の下図では、3つのセルのレベルの組合わせ(0,1,6)から(7、1、6)の8通りを例に取り示した。(3つのセル以外はすべて0レベルとしている)
図中の3本の実線の位置はそれぞれのセル中央に光スポットがある場合の再生信号(セル中央値)を示し、2本の破線の位置はセルとそれに続くセルの境界に光スポットがある場合の再生信号(セル間値)を示している。
In the lower diagram of FIG. 17, eight combinations of levels (0, 1, 6) to (7, 1, 6) of three cells are shown as examples. (All three cells are set to 0 level)
The positions of the three solid lines in the figure indicate the reproduction signal (cell median value) when the light spot is in the center of each cell, and the positions of the two broken lines are the light spot at the boundary between the cell and the following cell. The reproduction signal (inter-cell value) in this case is shown.

これから分かることは、このパラメータにおいては、真中のセルのセル中央値はレベル『1』に対応するものだが、左側のセルのレベルが『0』から『7』変化することで、同じ値を取らず、幅を持つことが分かる。これが符号間干渉の影響である。しかし、右側のセルのセル中央値は、真中のセルのレベルが『1』と同じであれば、さらにその左側のセルのレベルが何であっても、ほぼ同じ値をとることが分かる。つまり、セル中央値に対する符号間干渉の影響の範囲は左右両隣のセルからのみでそれより外側の影響は無視できることが分かる。図14で真中のセル上にある光スポットの裾が左右のセル上にかかっていることからも直感的に分かる。   It can be seen from this that, in this parameter, the cell center value of the middle cell corresponds to the level “1”, but the same value is obtained by changing the level of the left cell from “0” to “7”. It can be seen that it has a width. This is the effect of intersymbol interference. However, it can be seen that if the level of the middle cell is the same as “1”, the cell median value of the right cell is almost the same regardless of the level of the left cell. That is, it can be seen that the range of influence of intersymbol interference on the cell median is only from the left and right neighboring cells, and the influence outside it can be ignored. In FIG. 14, it can be understood intuitively that the hem of the light spot on the middle cell is on the left and right cells.

図18は3つの連続するセルに記録するレベルの全ての組合わせにおいて、真中のセルのレベルを横軸に取り、それぞれの再生信号の振幅の分布を示したものである。(ここでは、マーク部と非マーク部の反射率で規格化している)図中AからHの分布が、それぞれ、レベル0から7に対応している。   FIG. 18 shows the distribution of the amplitude of each reproduction signal, with the horizontal axis representing the level of the middle cell in all combinations of levels recorded in three consecutive cells. The distribution from A to H in the figure corresponds to levels 0 to 7, respectively (normalized by the reflectance of the mark part and the non-mark part here).

図から分かるように、隣接するレベルの再生信号の分布の重なりが多くなり、このままでは、固定の閾値を用いたレベルの識別は困難である。そこで、一般的には、再生信号を波形等化のような信号処理を行って再生信号の分布の分離度を高めようとする。例えば、図18に示すような、3タップの波形等化を計算する。ここで、Tは、一つのセル中央から、隣のセル中央に光スポットが移動する時間、また、aは等化計数で、ここでは、a=‐V1/(1+V1)、V1=0.237として計算した。(V1:振幅1の孤立波形に対する隣のセルにおける振幅値)
図19にその結果を示した。A’からH’はそれぞれレベル0から7の分布に対応している。図から分かるように、固定の閾値でそれぞれの分布が分離できることがわかる。
As can be seen from the figure, the overlap of the distributions of the reproduction signals at adjacent levels increases, and it is difficult to identify the level using a fixed threshold value as it is. Therefore, in general, the reproduction signal is subjected to signal processing such as waveform equalization to increase the degree of separation of the reproduction signal distribution. For example, a 3-tap waveform equalization as shown in FIG. 18 is calculated. Here, T is the time during which the light spot moves from the center of one cell to the center of the adjacent cell, and a is an equalization count, where a = −V1 / (1 + V1), V1 = 0.237. As calculated. (V1: Amplitude value in adjacent cell for isolated waveform with amplitude 1)
FIG. 19 shows the result. A 'to H' correspond to the distribution of levels 0 to 7, respectively. As can be seen from the figure, each distribution can be separated with a fixed threshold.

特開平5−128530号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-128530 ISOM2003(Write−once Disks for Multi−level Optical Recording:予稿集Fr−Po−04)ISO2003 (Write-once Disks for Multi-level Optical Recording: Proceedings Fr-Po-04)

図20で示した結果では、確かに固定の閾値で分離できる。しかし、これは理想的なシミュレーション結果であり、これに、媒体ノイズや記録ノイズ、システムノイズ等が加わり、それぞれの分布が広がることになる。それによって再生エラーが生じる可能性が高くなる。また、再生マージンも少なくなる。従って、更に分離度の高い再生信号の補正処理が必要となる。   In the result shown in FIG. 20, the separation can be performed with a fixed threshold value. However, this is an ideal simulation result, and medium noise, recording noise, system noise, and the like are added to this, and the respective distributions are expanded. This increases the possibility of a reproduction error. Also, the reproduction margin is reduced. Therefore, it is necessary to correct the reproduced signal with a higher degree of separation.

そこで、本発明は、更に再生信号の分布の分離度を高くして、多値情報の符号間干渉の影響を低減することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to further increase the degree of separation of the reproduction signal distribution and reduce the influence of intersymbol interference of multilevel information.

本発明は、上記目的を達成するため、以下を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides the following.

トラックを備えた光学的情報記録媒体に対して、前記トラック上に設けられた仮想的な一定間隔のセルに、トラック方向に情報ピットの幅、或いは、情報ピットの面積を変えて、再生信号の振幅を多段階にすることによりnレベルの多値情報を記録及び/又は再生する光学的情報記録再生装置において、連続する3つのセルにおける前後セルの多値の合計値に対する中央セルの取り得る再生信号振幅の変化の割合を予め取得する手段と、再生する際に、セル毎に隣接する前後セルの多値の合計値を取得する手段と、前記合計値と前記変化の割合とに基づいて中央セルで取得された再生信号振幅を補正し、補正された再生信号振幅に基づいて多値情報の再生を行う再生手段とを備える光学的情報記録再生装置。   For an optical information recording medium provided with a track, the width of the information pit or the area of the information pit is changed in the track direction in a virtual fixed interval cell provided on the track, and In an optical information recording / reproducing apparatus for recording and / or reproducing n-level multi-level information by making the amplitude multi-stage, possible reproduction of the central cell with respect to the sum of the multi-level values of the preceding and following cells in three consecutive cells A means for acquiring in advance the rate of change in signal amplitude; a means for acquiring a total value of multi-values of adjacent cells adjacent to each cell during playback; and a center based on the total value and the rate of change. An optical information recording / reproducing apparatus comprising: reproducing means for correcting reproduction signal amplitude acquired in a cell and reproducing multi-value information based on the corrected reproduction signal amplitude.

本発明によれば、多値情報の符号間干渉の影響を低減することができ、再生信号の分布の分離度があがり、再生の確度が向上する。   According to the present invention, the influence of intersymbol interference of multilevel information can be reduced, the degree of separation of the reproduction signal distribution is increased, and the reproduction accuracy is improved.

次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Next, the best mode for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明による光学的情報記録再生装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an optical information recording / reproducing apparatus according to the present invention.

光学的情報記録再生装置1は、制御回路2、スピンドルモータ3、光ディスク4、光ヘッド5、光ヘッド制御回路6、情報記録回路7、情報再生回路8、スピンドルモータコントローラ9及びインターフェースコントローラ10を有する。   The optical information recording / reproducing apparatus 1 includes a control circuit 2, a spindle motor 3, an optical disk 4, an optical head 5, an optical head control circuit 6, an information recording circuit 7, an information reproducing circuit 8, a spindle motor controller 9, and an interface controller 10. .

制御回路2は、外部のコンピュータ等の情報処理装置との情報の送受信を制御し、光ディスク4に対する情報の記録や再生を情報記録回路7と情報再生回路8を用いて制御し、また、その他の稼働部を制御する。情報記録回路7は後述するように多値情報の記録を行い、情報再生回路8は多値情報の再生を行う。   The control circuit 2 controls transmission / reception of information to / from an information processing apparatus such as an external computer, controls information recording / reproduction with respect to the optical disc 4 using the information recording circuit 7 and the information reproduction circuit 8, and other Control the working part. The information recording circuit 7 records multi-value information as will be described later, and the information reproduction circuit 8 reproduces multi-value information.

スピンドルモータ3は、スピンドルモータコントローラ9により制御され、光ディスク4を回転駆動する。光ディスク4は、不図示の機構により光学的情報記録再生装置1に対して挿入または排出される光学的情報記録媒体である。   The spindle motor 3 is controlled by the spindle motor controller 9 and drives the optical disk 4 to rotate. The optical disk 4 is an optical information recording medium that is inserted into or ejected from the optical information recording / reproducing apparatus 1 by a mechanism (not shown).

光ヘッド5は、光ディスク4に光学的に情報を記録し、再生する。光ヘッド5に関しては、従来例と同様に、光源の波長を405nm、対物レンズの開口数を0.85とすると、光スポットの大きさは、およそ0.405μmとなる。光ディスク4のトラックピッチは0.32μmとする。光ヘッド制御回路6は光ヘッド5による光スポットの位置を制御するものであり、オートトラッキング制御、シーク動作の制御、オートフォーカシング制御を行う。   The optical head 5 optically records information on the optical disk 4 and reproduces it. As for the optical head 5, as in the conventional example, when the wavelength of the light source is 405 nm and the numerical aperture of the objective lens is 0.85, the size of the light spot is approximately 0.405 μm. The track pitch of the optical disk 4 is 0.32 μm. The optical head control circuit 6 controls the position of the light spot by the optical head 5, and performs auto tracking control, seek operation control, and auto focusing control.

本発明の光学的情報記録再生装置に用いる多値情報ピットのレベルの違いによるトラック方向(図中A方向)の幅については、従来例図13で示したものと同じとする。   The width in the track direction (direction A in the figure) due to the difference in the level of the multilevel information pit used in the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention is the same as that shown in FIG.

本方式は、8値記録であり、一つのセルに3ビットを記録することができる。例えば、3ビットの情報に対して、(0,0,0)は0レベル。(0,0,1)は1レベル。(0,1,0)は2レベル。(0,1,1)は3レベル。(1,0,0)は4レベル。(1,0,1)は5レベル。(1,1,0)は6レベル。(1,1,1)は7レベルに対応させるものとする。もちろん、他の対応方式でもよい。   This method is 8-level recording, and 3 bits can be recorded in one cell. For example, (0, 0, 0) is 0 level for 3-bit information. (0, 0, 1) is 1 level. (0,1,0) is 2 levels. (0, 1, 1) is 3 levels. (1, 0, 0) is 4 levels. (1, 0, 1) is 5 levels. (1,1,0) is 6 levels. (1, 1, 1) is assumed to correspond to 7 levels. Of course, other corresponding methods may be used.

図2から図11は光学シミュレーションの結果であり、この結果を用いて、本発明を説明していく。計算に用いたパラメータは、従来例図15、16で説明したものと同じとする。   2 to 11 show the results of optical simulation, and the present invention will be described using these results. The parameters used for the calculation are the same as those described with reference to FIGS.

図2は、図18同様に、3つの連続するセルに記録するレベルの全ての組合わせにおいて、真中のセルのレベルを横軸に取り、波形等化前のそれぞれの再生信号の振幅の分布を示したものである。(ここでは、マーク部と非マーク部の反射率で規格化している)図中AからHの分布が、それぞれ、レベル0から7に対応している。符号間干渉により、隣接するレベルの分布が重なり、固定の閾値ではこのままでは検出できない。   As in FIG. 18, FIG. 2 shows the distribution of the amplitude of each reproduction signal before waveform equalization by taking the level of the middle cell on the horizontal axis in all combinations of levels recorded in three consecutive cells. It is shown. The distribution from A to H in the figure corresponds to levels 0 to 7, respectively (normalized by the reflectance of the mark part and the non-mark part here). Due to intersymbol interference, adjacent level distributions overlap and cannot be detected with a fixed threshold.

図中にXの印で示されている点は、それぞれ、(3、0、2)、(3、1、2)、(3、2、2)、(3、3、2)、(3、4、2)、(3、5、2)、(3、6、2)、(3、7、2)に対応している。これから分かるように、前後のセルの組合わせが同じであれば、各レベルの分布内で、相対的に同じ位置にX印があることが分かる。   The points indicated by X in the figure are (3, 0, 2), (3, 1, 2), (3, 2, 2), (3, 3, 2), (3, respectively. 4, 2), (3, 5, 2), (3, 6, 2), (3, 7, 2). As can be seen from this, it can be seen that if the combination of the preceding and following cells is the same, there is an X mark at the relatively same position in the distribution of each level.

図3は、さらに、横軸を前後のセルのレベルの合計として、図2の結果をプロットしなおしたものである。縦軸は再生信号の振幅で、マーク部と非マーク部の反射率で規格化している。AからHのそれぞれ分布は、IからPの直線上の●印の分布に展開される。図から、前後のセルの合計が同じであれば、再生信号の振幅がほぼ同じ値をとることが分かる。例えば、Iの0レベルに対応する直線で見ると、前後のセルのレベルの合計が5となる組合わせ、(0、0、5)、(1、0、4)、(2、0、3)、(3、0、2)、(4、0、1)、(5、0、1)は全て、Qの点にほぼ重なっている。   FIG. 3 further plots the results of FIG. 2 with the horizontal axis as the sum of the levels of the preceding and following cells. The vertical axis represents the amplitude of the reproduction signal, which is normalized by the reflectance of the mark portion and the non-mark portion. Each distribution from A to H is developed into a distribution of the mark ● on a straight line from I to P. From the figure, it can be seen that if the sum of the preceding and succeeding cells is the same, the amplitude of the reproduction signal takes substantially the same value. For example, when viewed in a straight line corresponding to the 0 level of I, a combination of (0, 0, 5), (1, 0, 4), (2, 0, 3, ), (3, 0, 2), (4, 0, 1), (5, 0, 1) all overlap the Q point.

従来例で行った波形等化の処理について考えると、図3で得られた直線の分布をある基準値を通る傾き0の直線に補正にすればよいことが分かる。   Considering the waveform equalization processing performed in the conventional example, it can be understood that the straight line distribution obtained in FIG. 3 may be corrected to a straight line having a slope of 0 passing through a certain reference value.

具体的にその方法を説明する。図4は、図3で求めた直線の分布に対して、基準値を前後のセルのレベルの合計が7の時の値としている。それぞれのレベルの基準値は○印で表され、図2で示した、各レベルに対応した、AからHの分布のそれぞれのほぼ中央に位置している。   The method will be specifically described. In FIG. 4, for the straight line distribution obtained in FIG. 3, the reference value is a value when the sum of the levels of the preceding and subsequent cells is 7. The reference value of each level is indicated by a circle, and is located at the approximate center of each of the distributions A to H corresponding to each level shown in FIG.

各直線IからP(各レベルに対応した直線)の基準値の値と、傾きを図5にまとめて示した。再生値を基準値に補正するためには、再生値と基準値の差を引けばいい。   The reference value and slope of each straight line I to P (straight line corresponding to each level) are shown together in FIG. In order to correct the reproduction value to the reference value, the difference between the reproduction value and the reference value may be subtracted.

つまり、直線が:Y=−bX+cと得られた場合(Xは横軸、Yは縦軸、bは傾き、cは切片の値)、X=7の時のYの値:(−7b+c)がぞれぞれの基準値となる。   That is, when a straight line is obtained as Y = −bX + c (X is a horizontal axis, Y is a vertical axis, b is a slope, and c is an intercept value), a Y value when X = 7: (−7b + c) Is the reference value for each.

再生信号をSとし、その時の前後のセルのレベルの合計値:Xsが求まると、
[S+{(−7b+c)−(−Xs*b+c)}]=[S+(Xs−7)b]]の補正をすることになる。
When the reproduction signal is S, and the total value Xs of the levels of the cells before and after that is obtained: Xs,
[S + {(− 7b + c) − (− Xs * b + c)}] = [S + (Xs−7) b]] is corrected.

図3または、図5を見て分かるように、IからPの8本の直線の傾きは同じではない。これは、光スポットの形状が均一でなく、スポットの中心から外側に行くほど、光量が小さくなっているため、大きな幅(または、面積)のマークが関与するほど、変化率が線形から鈍化するために生じる非線形性である。また、8本の直線の傾きだけでなく、それぞれの直線の間隔が、下に行くほど狭くなっていることが分かる。これも光スポットが均一でないために生じる非線形性である。この2つの非線形性は従来の波形等化では、補正できない。そのために、理想的な計算を行っても、図2の分布は一点に収束せず、図20のように広がりが残ったのもであった。   As can be seen from FIG. 3 or FIG. 5, the slopes of the eight straight lines from I to P are not the same. This is because the shape of the light spot is not uniform, and the amount of light decreases with increasing distance from the center of the spot. Therefore, as the mark with a large width (or area) is involved, the change rate decreases from linear. This is because of nonlinearity. Moreover, it turns out that not only the inclination of 8 straight lines but the space | interval of each straight line becomes so narrow that it goes down. This is also a non-linearity that occurs because the light spot is not uniform. These two nonlinearities cannot be corrected by conventional waveform equalization. Therefore, even if an ideal calculation is performed, the distribution of FIG. 2 does not converge to one point, and the spread remains as shown in FIG.

今、補正を行うにあたって、例えば、レベル7の直線の傾きを代表値として、補正値計数に用いることにすると、その補正結果は図6のようになる。傾きを採用した7レベルはほぼ一点に収束している。また、対極の0レベルにしても図20の結果に比べて、収束していることが分かる。ここでは、非線形性の多い、7レベルの傾きを代表値として説明したが、中央のレベル、例えば、3や4のレベルの傾きを代表値として補正値計数に用いても良い。また、傾きの補正値計数をIからPの8本の直線の傾きの平均値としても良い。   Now, when performing correction, for example, if the slope of the straight line at level 7 is used as a representative value for correction value counting, the correction result is as shown in FIG. Seven levels adopting the slope converge to almost one point. Further, it can be seen that even if the counter electrode is at the 0 level, it is converged compared to the result of FIG. Here, the 7-level gradient with many non-linearities has been described as the representative value, but the central level, for example, the gradient of the 3rd or 4th level, may be used as the representative value for the correction value counting. The inclination correction value count may be an average value of inclinations of eight straight lines from I to P.

図6の結果でみると、各レベルの分布の基準値(中心値)は大きなレベルにいくにつれて、その間隔が小さくなっている。次にこれを補正する方法について説明する。   In the result of FIG. 6, the reference value (center value) of the distribution of each level becomes smaller as the level increases. Next, a method for correcting this will be described.

図7の左側は各レベルの孤立マーク(前後のセルが0レベルで中央セルが各レベルのマーク)の再生値を示している。これを右側のような等間隔の値に補正することを考えると、その補正曲線は、{y=−0.7031x+2.0556x−0.3894}として得られる。(xは補正前の値、yは補正後の値)この補正曲線を用いて、図6の分布の非線形性を補正すると、図8が得られる。 The left side of FIG. 7 shows the reproduction values of the isolated marks at each level (the preceding and following cells are at the 0th level and the central cell is at each level). Considering correcting this to an equally spaced value as shown on the right side, the correction curve is obtained as {y = −0.7031x 2 + 2.0556x−0.3894}. (X is a value before correction, y is a value after correction) Using this correction curve, if the nonlinearity of the distribution of FIG. 6 is corrected, FIG. 8 is obtained.

図から分かるように、各分布の基準値(中央値)が等間隔に補正されている。サンプル値は以上のような補正が行われた後に、各レベルの基準値との差の絶対値を計算し、一番小さな値となるレベルを再生値として採用する。非線形性を補正を行うのに孤立マークの値を用いて行ったが、その他基準値のように分布の中での位置が同じであれば、どのマークを用いて行ってもよい。   As can be seen from the figure, the reference value (median value) of each distribution is corrected at equal intervals. After the above correction is performed on the sample value, the absolute value of the difference from the reference value of each level is calculated, and the level having the smallest value is adopted as the reproduction value. Although the non-linearity is corrected using the value of the isolated mark, any mark may be used as long as the position in the distribution is the same as other reference values.

ここまで、理想的な値を用いて説明してきたが、実際には、このサンプル値にシステムノイズや記録ノイズ等が加わることになり、図6や図8で示した分布は広がりを持つ事になる。   Up to this point, the description has been made using ideal values, but in reality, system noise, recording noise, and the like are added to the sample values, and the distributions shown in FIGS. Become.

一連の補正は、各サンプル値を本来の再生レベルの基準値に近づける操作である。再生に当たっては、補正後のそれぞれのレベルの基準値と、補正後のサンプル値との差を求め、一番差が小さい値のレベルを再生レベルとする。これにより、確度の高い多値再生を行うことができる。   A series of corrections is an operation of bringing each sample value close to the original reproduction level reference value. In reproduction, the difference between the reference value of each level after correction and the sample value after correction is obtained, and the level having the smallest difference is set as the reproduction level. Thereby, multi-level reproduction with high accuracy can be performed.

図6では、7のレベルの傾きを補正値計数の代表値として採用したので、0のレベルにいくに従って、分布に広がりをもっていた。そこで、次にそれぞれのレベルの傾きを補正値計数として採用し補正する方法について説明する。   In FIG. 6, since the slope of the level 7 is adopted as the representative value of the correction value count, the distribution spreads toward the level 0. Therefore, a method of correcting the inclination of each level as a correction value count will be described next.

サンプル値:Sに対して、補正式は前述同様に、[S+(Xs−7)b]となる。ただしここでは、bは、各レベルに従って、図5で示された傾きを採用する。   For the sample value: S, the correction formula is [S + (Xs−7) b] as described above. Here, however, b employs the inclination shown in FIG. 5 according to each level.

図9がその結果である。全てのレベルにおいて、一点に分布が収束していることがわかる。さらに図8と同様に非線形性の補正を考えると、図10で各レベルの孤立マークに対して、右側の補正値を採用すると、
その補正曲線は、{y=−0.7551x2+2.1435x−0.4295}となる。
FIG. 9 shows the result. It can be seen that the distribution converges to one point at all levels. Further, considering the correction of non-linearity in the same manner as in FIG. 8, if the correction value on the right side is adopted for the isolated mark of each level in FIG.
The correction curve is {y = −0.75551x2 + 2.1435x−0.4295}.

図11が最終的な補正後の分布である。各レベルがほぼ一点に収束し、それぞれの基準値が等間隔になっていることが分かる。サンプル値は以上の補正を行った後、各レベルの基準値との差の絶対値を計算し、一番小さなレベルを再生値として採用する。   FIG. 11 shows the distribution after final correction. It can be seen that the levels converge to almost one point, and the respective reference values are equally spaced. After the above correction for the sample value, the absolute value of the difference from the reference value of each level is calculated, and the smallest level is adopted as the reproduction value.

以上、サンプル値に対して、符号間干渉の影響を取り除く補正と非線形性を取り除く補正について説明したが、補正を行って情報を再生する方法をもう一度図12のフローチャートを用いて説明する。ここでは、個々のレベルの傾きを用いて補正する方法を説明する。   The correction for removing the influence of the intersymbol interference and the correction for removing the non-linearity have been described above with respect to the sample value. A method for reproducing the information by performing the correction will be described again with reference to the flowchart of FIG. Here, a method of correcting using the slope of each level will be described.

まず、Step1にて再生の操作を始める。Spet2において、図2もしくは図3の分布(学習テーブル)を得る。Step3で、学習テーブルより、各レベルの傾き:bと基準値:t0、t1、・・・t7を得る。(図5の如く)。   First, playback operation is started at Step 1. In the Set 2, the distribution (learning table) shown in FIG. 2 or 3 is obtained. In Step 3, the slope of each level: b and the reference values: t0, t1,... T7 are obtained from the learning table. (As shown in FIG. 5).

ここまで説明してきた学習テーブルの求め方は、光ディスク上に情報とともに、3つの連続するセルの全てのパターンを学習データとして記録しておき、再生の際にそれを読み出し、学習テーブルを作成するようにしても良い。更に、シミュレーションで得られる学習テーブルのパターンを記憶しておき、光ディスク上に記録しておいた、一部のデータを再生することでフィッティングして学習テーブルを得ることにしても良い。   The method for obtaining the learning table described so far is to record all the patterns of three consecutive cells together with information on the optical disc as learning data, read it out during reproduction, and create a learning table. Anyway. Furthermore, a learning table pattern obtained by simulation may be stored, and a learning table may be obtained by fitting by reproducing a part of data recorded on the optical disk.

Spet4に進み、情報の再生を始め、順次サンプル値Skを得ていく。順次得たサンプル値Skのレベルが何であるかStep5に進み、仮決めし、メモリ等に記憶しておく。この際、仮決めの方法として、Step3で求めた各レベルの基準値と、Step4で求めたサンプル値Skとの差の絶対値を求める。そして、一番小さいレベルを仮決めのレベルとしてもよいし、従来例でしめした波形等化を行った後に得られる、基準値とサンプル値の差を求めて決めても良い。   In Step 4, the reproduction of information is started and the sample value Sk is sequentially obtained. The process proceeds to Step 5 to determine what the level of the sample value Sk obtained sequentially, and it is provisionally determined and stored in a memory or the like. At this time, as a provisional determination method, the absolute value of the difference between the reference value of each level obtained in Step 3 and the sample value Sk obtained in Step 4 is obtained. The lowest level may be set as a provisional level, or may be determined by obtaining the difference between the reference value and the sample value obtained after performing the waveform equalization shown in the conventional example.

Step6に進み、[Sk+(Xs−7)b]の補正式で、符号間干渉の影響を補正する。この場合、前後のレベルの合計値である、Xsは、Step5で求めた仮決めされた前後のセルのレベル値を用いる。もちろん、前のセルの値については、再生後の値を用いてもよい。また、一連の再生を繰り返し処理してもよい。ここでは、8レベルに対して個々の傾きを用いるので、一つのサンプル値Skに対して、8個の補正値を得る。(Sk0、Sk1、・・・Sk7)一つのレベルの傾きを代表値とする場合や、8つのレベルの傾きを平均して用いる場合は、補正値は一つとなる。   Proceeding to Step 6, the influence of intersymbol interference is corrected with the correction formula [Sk + (Xs−7) b]. In this case, Xs, which is the total value of the preceding and succeeding levels, uses the provisionally determined preceding and following cell level values obtained in Step 5. Of course, the value after reproduction may be used as the value of the previous cell. Further, a series of reproduction may be repeatedly processed. Here, since individual inclinations are used for eight levels, eight correction values are obtained for one sample value Sk. (Sk0, Sk1,... Sk7) When the gradient of one level is used as a representative value, or when the gradients of eight levels are averaged, the correction value is one.

Step7に進み、非線形性の補正を行う。ここでは、孤立マークのサンプル値より得ておいた補正曲線を用いる。(図10の如く)Step6で得た8つの補正値はさらに、非線形性を補正される。(Sk’0,Sk’1、・・・、Sk’7)、基準値も等間隔に補正される。(t’0、t’1、・・・、t’7)
Step8に進み、それぞれのレベルに対応した。補正値と基準値との差|Sk’n‐t’n|、(n=0から7)を計算する。そして、Step9で、一番小さな値となったレベルを再生値とする。
Proceeding to Step 7, the nonlinearity is corrected. Here, the correction curve obtained from the sample value of the isolated mark is used. (As shown in FIG. 10) The eight correction values obtained in Step 6 are further corrected for nonlinearity. (Sk′0, Sk′1,..., Sk′7), the reference value is also corrected at equal intervals. (T′0, t′1,..., T′7)
Proceed to Step 8 and correspond to each level. The difference | Sk′n−t′n | between the correction value and the reference value (n = 0 to 7) is calculated. Then, in Step 9, the level having the smallest value is set as the reproduction value.

Step10に進み、情報の再生を続ける場合は、Step4に戻り、順次再生を続け、終える場合は、Step11に進み、再生の操作を終える。   When the process proceeds to Step 10 and information reproduction is continued, the process returns to Step 4 to continue reproduction sequentially, and when it is finished, the process proceeds to Step 11 and the reproduction operation is completed.

ここで、Step7において、基準値の補正は2度目以降は同じ値となるので、省くことができる。   Here, in Step 7, since the correction of the reference value becomes the same value after the second time, it can be omitted.

以上8レベルについて説明したが、一般的にnレベルの場合、連続する3つのセルの、nレベルの全ての組合わせの再生信号で、学習テーブルを求める。それより、補正値を得て、中央セルに対する前後のセルのレベル数の合計に従った補正量で中央セルの再生信号を中央セルのレベルに従った基準値に近づけるように補正する。この補正により符号間干渉の影響を低減できる。この際、各レベルに従った補正値を用いることで、非線形性も補正できる。   The eight levels have been described above. In general, in the case of the n level, the learning table is obtained with the reproduction signals of all combinations of the n levels of three consecutive cells. Accordingly, a correction value is obtained, and the reproduction signal of the central cell is corrected so as to approach the reference value according to the level of the central cell with a correction amount according to the total number of levels of the preceding and succeeding cells with respect to the central cell. This correction can reduce the influence of intersymbol interference. At this time, the nonlinearity can also be corrected by using a correction value according to each level.

またさらに、各レベルの基準値が等間隔になるように補正することで、非線形性がさらに補正できる。   Furthermore, the non-linearity can be further corrected by correcting so that the reference values of the respective levels are equally spaced.

図12では、前後のセルのレベルを仮決めして補正を行う方法について説明した。この場合、前後のセルのレベルn個の整数にしたが、サンプル値に従い、アナログ値で表してもよい。例えば、サンプル値が3の基準値と4の基準値の間にあって、両者の基準値の差を1と規格化し場合、0.35の位置にいたとすると、そのサンプル値を3.35とアナログ値で表すことにする。このように、前後のセルのレベルをアナログ値でもとめて、Xsとし、同様に[Sk+(Xs−7)b]の式に従って、補正するようにしてもよい。   In FIG. 12, the method has been described in which correction is performed by tentatively determining the levels of the preceding and subsequent cells. In this case, n levels of the preceding and following cells are set as integers, but may be expressed as analog values according to the sample values. For example, if the sample value is between the reference value of 3 and the reference value of 4 and the difference between the two reference values is normalized to 1, and the sample value is at the position of 0.35, the sample value is 3.35 and analog. It will be expressed as a value. In this way, the levels of the preceding and succeeding cells may be determined as analog values to be Xs, and similarly corrected according to the formula [Sk + (Xs−7) b].

光ディスク4としては、記録消去可能な記録材料として相変化材を利用する場合、光ディスク4に光スポット13を照射し、記録パルス、消去パルス、冷却パルスのそれぞれの光量とタイミングを調整する。これにより、情報ピットの形状を変化させ、複数の再生レベルの情報ピットが形成される。ここまでの説明では便宜上、矩形の情報ピットとして示しており、トラック方向の幅を変化させた様子を示しているが、各レベルの面積に対応していれば、矩形の情報ピットでなくても、円形や、楕円形、または矢尻型のマークであっても本提案の本質は変わらない。   In the case of using a phase change material as a recording material that can be recorded and erased as the optical disk 4, the optical spot 4 is irradiated with a light spot 13 to adjust the light quantity and timing of each of the recording pulse, the erasing pulse, and the cooling pulse. Thereby, the shape of the information pit is changed, and information pits having a plurality of reproduction levels are formed. In the above description, for convenience, the information pits are shown as rectangular information pits, and the state in which the width in the track direction is changed is shown. However, as long as it corresponds to the area of each level, the information pits may not be rectangular information pits. The essence of this proposal does not change even if it is a round, oval, or arrowhead type mark.

なお、記録消去可能な記録材料としては相変化材料以外にも光磁気材料が利用できる。この場合、上述した光学的情報記録再生装置で光スポット以外に図示しない磁気ヘッドからの磁界との協調作業により、情報ピットの形状を変化させ、複数の再生レベルの情報ピットを形成する。   In addition to the phase change material, a magneto-optical material can be used as the recording material that can be erased. In this case, in the optical information recording / reproducing apparatus described above, the information pit shape is changed by cooperative work with a magnetic field from a magnetic head (not shown) other than the light spot, and information pits having a plurality of reproduction levels are formed.

更に、追記のみ可能な記録材料を適用することも可能である。記録材料として有機色素や金属膜を利用でき、光ディスクに光スポットを照射する。そして記録光量とそれらのタイミングを調整することにより、情報ピットの形状を変化させ、複数の再生レベルの情報ピットが形成される。また、再生専用の記録媒体でも同様に、情報ピットは位相ピットと呼ばれる凹凸形状として基板に形成でき、この位相ピットの面積或いは位相ピットの光学的な深さを変調することで多値レベルの記録が可能である。   Furthermore, it is also possible to apply a recording material that can only be additionally recorded. An organic dye or a metal film can be used as a recording material, and the optical spot is irradiated with a light spot. Then, by adjusting the recording light quantity and their timing, the shape of the information pit is changed, and information pits having a plurality of reproduction levels are formed. Similarly, even in a read-only recording medium, information pits can be formed on a substrate as uneven shapes called phase pits, and multi-level recording is performed by modulating the area of the phase pits or the optical depth of the phase pits. Is possible.

なお、図3で得られる直線の傾きを求めるためには、全ての前後セルの組合せでなくてもよい。具体的には、前後セルの多値の合計値に対する中央セルの取り得る再生信号の値を2以上取得することにより、直線の傾きを求めることができる。   In order to obtain the slope of the straight line obtained in FIG. Specifically, the slope of the straight line can be obtained by obtaining two or more reproduction signal values that can be taken by the central cell with respect to the total value of the multi-values of the preceding and succeeding cells.

これにより、少ない領域で学習することができ、媒体の効率化を図ることもできる。   Thereby, learning can be performed in a small area, and the efficiency of the medium can be improved.

本発明に係る光学的情報記録再生装置の一実施形態を示すブロック図。1 is a block diagram showing an embodiment of an optical information recording / reproducing apparatus according to the present invention. 本発明に係る学習テーブルの特徴を示す図。The figure which shows the characteristic of the learning table which concerns on this invention. 同じく、本発明に係る学習テーブルの特徴を示す図。Similarly, the figure which shows the characteristic of the learning table which concerns on this invention. 本発明の補正及び再生に用いる基準値を説明する図。The figure explaining the reference value used for correction | amendment and reproduction | regeneration of this invention. 本発明の補正及び再生に用いる基準値と傾きの例を示す図。The figure which shows the example of the reference value and inclination used for correction | amendment and reproduction | regeneration of this invention. 本発明の符号間干渉の影響を補正する実施例で、レベル7の傾きを例にとった図。The figure which took the inclination of level 7 as an example in the Example which correct | amends the influence of the intersymbol interference of this invention. 本発明の非線形性を補正する際の補正値を説明する図。The figure explaining the correction value at the time of correct | amending the nonlinearity of this invention. 本発明の非線形性を補正した結果を示す図。The figure which shows the result which correct | amended the nonlinearity of this invention. 本発明の符号間干渉の影響を補正する他の実施例で、各レベルの傾きを用いた結果を示す図。The figure which shows the result using the inclination of each level in the other Example which correct | amends the influence of the intersymbol interference of this invention. 本発明の他の非線形性を補正する際の補正値を説明する図。The figure explaining the correction value at the time of correct | amending the other nonlinearity of this invention. 本発明の他の非線形性を補正した結果を示す図。The figure which shows the result of having corrected other nonlinearity of the present invention. 本発明の補正及び再生の方法を説明するフローチャート。The flowchart explaining the correction | amendment and reproduction | regeneration method of this invention. 多値マークを説明する図。The figure explaining a multi-value mark. トラックに対してランダムな情報ピットを記録した時の模式図と光スポットの関係を示す図。The figure which shows the relationship between a schematic diagram when recording a random information pit with respect to a track | truck, and a light spot. 光学シミュレーションのパラメータを説明する図。The figure explaining the parameter of optical simulation. 光学シミュレーションで与えた情報ピットの形状を説明する図。The figure explaining the shape of the information pit given by the optical simulation. 光学シミュレーションの計算結果で、連続する3つのセルに書かれた情報ピットの組合せに対する再生信号を説明する図。The figure explaining the reproduction signal with respect to the combination of the information pit written in three continuous cells by the calculation result of optical simulation. セル中央値の振幅分布を示す図で、横軸は中央セルのレベル。A graph showing the amplitude distribution of the cell median. The horizontal axis is the level of the center cell. 3タップの波形等化を説明するための図。The figure for demonstrating the waveform equalization of 3 taps. 波形等化後の結果を説明する図。The figure explaining the result after waveform equalization.

符号の説明Explanation of symbols

1 光学的情報記録再生装置
2 制御回路
3 スピンドルモータ
4 光ディスク
5 光ヘッド
6 光ヘッド制御回路
7 情報記録回路
8 情報再生回路
9 スピンドルモータコントローラ
10 インターフェースコントローラ
11 トラック、
12 情報ピット
13 光スポット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical information recording / reproducing apparatus 2 Control circuit 3 Spindle motor 4 Optical disk 5 Optical head 6 Optical head control circuit 7 Information recording circuit 8 Information reproducing circuit 9 Spindle motor controller 10 Interface controller 11 Track,
12 Information pit 13 Light spot

Claims (5)

トラックを備えた光学的情報記録媒体に対して、前記トラック上に設けられた仮想的な一定間隔のセルに、トラック方向に情報ピットの幅、或いは、情報ピットの面積を変えて、再生信号の振幅を多段階にすることによりnレベルの多値情報を記録及び/又は再生する光学的情報記録再生装置において、
連続する3つのセルにおける前後セルの多値の合計値に対する中央セルの取り得る再生信号振幅の変化の割合を予め取得する手段と、
再生する際に、セル毎に隣接する前後セルの多値の合計値を取得する手段と、
前記合計値と前記変化の割合とに基づいて中央セルで取得された再生信号振幅を補正し、補正された再生信号振幅に基づいて多値情報の再生を行う再生手段とを備えることを特徴とする光学的情報記録再生装置。
For an optical information recording medium having a track, the width of the information pit or the area of the information pit is changed in the track direction to a virtual fixed interval cell provided on the track, and In an optical information recording / reproducing apparatus for recording and / or reproducing n-level multilevel information by making the amplitude multistage,
Means for acquiring in advance a ratio of a change in reproduction signal amplitude that can be taken by the central cell with respect to a total value of multi-values of preceding and succeeding cells in three consecutive cells;
Means for obtaining the total value of the multi-values of adjacent cells before and after each cell when playing,
Reproducing means for correcting reproduction signal amplitude acquired in a central cell based on the total value and the rate of change, and reproducing multi-value information based on the corrected reproduction signal amplitude. An optical information recording / reproducing apparatus.
前記再生信号振幅の変化の割合は、中央セルのレベル毎に取得されることを特徴とする請求項1記載の光学的情報記録再生装置。   2. The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the ratio of the change in the reproduction signal amplitude is acquired for each level of the central cell. 前記再生信号振幅の変化の割合は、前記中央セルのレベル毎に取得された該変化の割合の1つであることを特徴とする請求項2記載の光学的情報記録再生装置。   3. The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 2, wherein the reproduction signal amplitude change ratio is one of the change ratios acquired for each level of the central cell. 前記再生信号振幅の変化の割合は、前記中央セルのレベル毎に取得されたものの平均値であることを特徴とする請求項1記載の光学的情報記録再生装置。   2. The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the change rate of the reproduction signal amplitude is an average value obtained for each level of the central cell. 前記補正は、前記補正された再生信号振幅をレベル毎に等間隔にすることを特徴とする請求項1記載の光学的情報記録再生装置。
2. The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the correction is performed by setting the corrected reproduction signal amplitude at equal intervals for each level.
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