JP2007537559A - 二次元光記憶システムのスポット収差 - Google Patents

Abstract

従来の一次元光記憶においては、データは線形的に配置され、単一スポット（１０２）により読み出される。データレート及び記憶容量を向上させるように、等方性六方格子（２００）にデータを配置し、読み出しのためにマルチスポット（２０２）を用いることが提案されている。高ビット強度のために、二次元シンボル間干渉（ＩＳＩ）はビット検出に重大な影響を与える。読み出しスポットにおける収差はＩＳＩの形を変化させ、それ故、二次元ビット検出を妨げる。それ故、既知の較正パターンに対して走査することにより読み出しスポット（２０２）のＩＳＩ、即ち、ビットパターンの光応答が読み出しスポットの形に特徴的であるように選択されるビットパターンを評価することにより、読み出しスポットにおける収差が決定され、必要に応じて、有利に補償される。

Description

本発明は、一般に、二次元光記憶システムにおけるスポットの収差に関し、特に、二次元光記憶システムで用いられる光読み出しスポットにおける収差の存在及び程度を決定するための方法及び装置に関する。

光データ記憶システムは、光ディスクのような光記録担体に非常に多くのデータを記憶するための手段を提供する。デジタル光記録システムの記憶容量は、ＣＤのディスク当たり６００ＭＢからＤＶＤのディスク当たり４．７ＧＢまで増加し、ブルーレーザダイオードに基づいてこれから登場するシステムついては、２５ＧＢ程度に達する可能性がある。光記録担体に記憶されるデータは、ディスクのデータ層にレーザビームをフォーカシングし、次いで、反射される光ビームを検出することによりアクセスされる。既知の一システムにおいては、データは、ディスクにピットのようなマークとして永久的に組み込まれ、それらのデータは、レーザビームがそれらのマークを通過するときに、反射率の変化として検出される。

ＣＤ（コンパクトディスク）のような光ディスクは情報記録媒体の１つの種類として知られている。ＣＤの標準的記録フォーマットにしたがって、ＣＤの記録領域はリードイン領域、プログラム領域及びリードアウト領域を有する。それらの領域は、ディスクの内周から外周への方向にその順序で配置される。テーブルオブコンテンツ（ＴＯＣ）と呼ばれるインデックス情報はリードイン領域に記録される。ＴＯＣは、プログラム領域に記録されている情報を管理するために用いられるサブコードとしての管理情報を有する。例えば、プログラム領域に記録されている主情報が楽曲に関する情報である場合、管理情報は、その楽曲の演奏時間を有することが可能である。対応する楽曲のトラック数に関する情報がまた、プログラム領域に記録されることが可能である。プログラム領域の終了を示すリードアウトコードはリードアウト領域に記録される。一部のモードでは、各々のトラックは、例えば、２秒及び１５０フレームのプレギャップから開始することが可能であり、このプレギャップにおいては関連ユーザデータは存在しない。

データを読み出す又は記録するように、ディスクトラックに光スポットを位置付けることが必要である。図１を参照するに、既存の光学システムにおいては、データは、トラック間干渉を回避するように、隣接トラック間の十分な間隔を有する単一トラック１００に記録されるシリアルデータストリームに変換される。単一読み出しスポット１０２が備えられ、信号はトラックに沿ってサンプリングされる。

しかしながら、トラック１００間の間隔は達成可能な記憶容量を制限する一方、一次元光記憶システムにおけるデータのシリアル性は達成可能なデータスループットを制限する。その結果、二次元光記憶（ＴｗｏＤＯＳ）の概念が開発されてきていて、その概念は、並列読み出しを実現するマルチスポット光路を有する読み出しチャネルと組み合わされた、革新的な二次元チャネル符号化及び最新式信号処理に基づいている。ＴｗｏＤＯＳは、少なくとも３００Ｍｂ／ｓｅｃのデータレートで、１２ｃｍのディスクについて少なくとも５０ＧＢの容量を達成するように期待されている。

図２を参照するに、一般に、ＴｗｏＤＯＳのフォーマットは幅広螺旋に基づいていて、その幅広螺旋において、情報は、二次元特徴の形式で記録される。並列読み出しは複数の光スポットを用いて実現される。それらの光スポットは、例えば、格子を通る及びレーザスポット２０２配列を形成する単一レーザビームにより生成される。他のオプションは、例えば、レーザアレイ又は光ファイバ構成を使用することを含む。情報は、二次元方式で書き出され、そのことは、異なるビット列間に位相関係が存在することを意味している。図２においては、ハニカム構造２００が示されていて、このハニカム構造は二次元チャネル符号を用いて符号化されることができ、そのことは二次元検出を容易にする。図示しているように、データは幅広メタトラックに含まれ、幾つかのビット列を有し、幅広メタトラックはガードバンド２０４（即ち、データを含まない空間）により囲まれている。スポット２０２配列は幅広螺旋の全幅を走査する。各々のレーザスポットからの光はディスクにおける二次元パターンにより反射され、光検出器集積回路において検出され、その光検出器集積回路は複数の高周波数波形を生成する。結果的に得られる信号波形の集合は、図３に模式的に示すような二次元信号処理ユニットへの入力として用いられる。

上記の配列の平行度は利用可能なデータスループットを非常に増加させ、ＣＤ、ＤＶＤ及びブルーレイディスクのような従来のＩＤ光記憶システムより個々のデータトラック間において小さいトラック間間隔（＜λ／２ＮＡ）を可能にし、全ての符号化及び信号処理操作は、隣接ビット間の時間的相互作用（即ち、シンボル間干渉）ばかりでなく、それらの螺旋（クロストラック）間隔に対して適切に対応する必要がある。それ故、全体的な記録システムは、基本的には、本質的に二次元になる。

それ故、二次元光記憶においては、ディスクの表面はスポットのアレイにより走査される。このようにして、ビット列の情報は並列に読み出される。読み出しスポットの直径はメタトラックにおける単一ビットより大きいため、隣接ビット列からの情報は結果的に得られる高周波（ＨＦ）信号において存在する。このような、所謂、シンボル間干渉（ＩＳＩ）は、一次元記憶の場合には、ノイズであるとみなされるが、二次元の場合には、信号の一部であるとみなされ、それ自体、それぞれのビットパターン再構成において用いられる。しかしながら、読み出しスポットが収差（例えば、コマ収差）を有する場合、スポットは異なる形状を有する可能性があるばかりでなく、スポットにおけるパワー分布はまた、異なる、即ち、非常に不均一／非対称である可能性があるため、メタトラックの二次元ビット構造の適切な回復は妨げられる。このことは、ＩＳＩが、ビット検出のための信号処理ユニットで用いられるアルゴリズムに関して仮定されるものと異なる原因である。

それ故、本発明の目的は、スポットの収差の存在及び程度が決定され、必要に応じて、それが補償されるように、多次元符号化光記録担体の読み出しで用いられる方法及び装置を提供することである。

本発明にしたがって、多次元光記憶システムにおいて光記録担体を走査するために用いられる光スポットにおける収差の存在及び程度を決定するための装置であって、表されるデータを再構成するように前記光記録担体に与えられるビットパターンから反射して戻される信号を受信し且つ処理するための手段を有し、前記光記録担体に与えられ且つ光応答が入射する光スポットの形に特徴的であるように選択される１つ又はそれ以上の既知のビットパターンに関して、中央ビットから受信される信号のパワー及び前記中央ビットに隣接するビットから受信される信号の残りのパワーが、入射する光スポットの何れの収差の存在及び程度を決定するように評価される、装置を提供する。

また、本発明にしたがって、多次元光記憶システムにおいて光記録担体を走査するために用いられる光スポットにおける収差の存在及び程度を決定するための方法であって、その方法における手段は、表されるデータを再構成するように前記光記録担体に与えられるビットパターンから反射して戻される信号を受信し且つ処理するために備えられ、前記光記録担体に与えられ且つ光応答が入射する光スポットの形に特徴的であるように選択される１つ又はそれ以上の既知のビットパターンに関して、中央ビットから受信される信号のパワー及び前記中央ビットに隣接するビットから受信される信号の残りのパワーが、入射する光スポットの何れの収差の存在及び程度を決定するように評価される、方法を提供する。

本発明はまた、多次元符号化光記録担体を読み出す又はそれに記録する方法であって、前記光記録担体を走査するための１つ又はそれ以上の光スポットを供給する段階と、表されるデータを再構成するように前記光記録担体に与えられるビットパターンから反射して戻される信号を受信し且つ処理する段階と、を有する方法であり、それにより、前記光記録担体に与えられ且つ光応答が入射する光スポットの形に特徴的であるように選択される１つ又はそれ以上の既知のビットパターンに関して、中央ビットから受信される信号のパワー及び前記中央ビットに隣接するビットから受信される信号の残りのパワーが、入射する光スポットの何れの収差の存在及び程度を決定するように評価される、方法を提供する。

本発明は、光記録担体を読み出し又はそれに記録するための多次元光記憶システムであって、前記光記録担体を走査するために１つ又はそれ以上の光スポットを生成するための手段と、表されるデータを再構成するように前記光記録担体に与えられるビットパターンから反射して戻される信号を受信し且つ処理するための手段と、を有する多次元光記憶システムであり、前記光記録担体に与えられ且つ光応答が入射する光スポットの形に特徴的であるように選択される１つ又はそれ以上の既知のビットパターンに関して、中央ビットから受信される信号のパワー及び前記中央ビットに隣接するビットから受信される信号の残りのパワーが、入射する光スポットの何れの収差の存在及び程度を決定するように評価される、多次元光記憶システムを更に提供する。

したがって、従来の光記憶においては、データは線形的に配置され、単一スポットにより読み出される。データレート及び記憶容量を向上させるように、従来の光記憶においては、等方性の六方格子にデータを配置し且つ読み出しのために複数のスポットを用いることが提案された。高ビット強度のために、二次元シンボル間干渉（ＩＳＩ）はビット検出において重大な影響を与える。読み出しスポットにおける収差は、ＩＳＩの生成を変化させ、それ故、二次元ビット検出を妨げる。それ故、本発明は、光応答が読み出しスポットの形に特徴的であるように、既知の較正パターン、即ち、選択されたビットパターンに対して走査することにより読み出しスポットのＩＳＩを評価することによって、読み出しスポットにおける収差が決定され、必要に応じて、有利に補償される方法及び装置を提供する。

本発明の例示としての一実施形態においては、較正ビットパターンが、光スポットの何れの収差の存在及び程度を決定する目的のために、前記光記録担体に備えられ、前記構成ビットパターンは、光応答が入射する光スポットの形に特徴的であるように選択される。有利であることに、そのような較正ビットパターンは、光記録担体の非ユーザデータ領域、例えば、リードイン領域に備えられることが可能である。しかしながら、原理的には、少なくとも、そのような較正ビットパターンは、光記録担体の何れの好都合な位置に備えられることが可能である。実際には、他の例示としての実施形態においては、較正ビットパターンは、厳密には、光記録担体に入射する光スポットにおける何れの収差の存在及び程度を決定するために備えられるものではない。実際には、入射する光スポットに関して、収差がない光応答が既に適切に決定された条件で、光記録担体において既に存在するビットパターンがそのような目的のために用いられることが可能である。

全ての場合において、光読み出しスポットにおける何れの収差の存在及び程度が決定されたとき、そのような収差が、その光の光路を調節する（例えば、チルト補償機構を用いて）ことにより補償される（例えば、イコライザの設定を調節することにより）又は除去されるような手段を備えることが可能である。

入射する光スポットにおける何れの収差の存在及び程度を決定するために用いられるビットパターンはユーザデータとインターリーブされることが可能である。

全ての場合において、中央ビットにおける信号のパワー及び周囲ビットからの残りのパワー（ＩＳＩ）を評価することにより、スポットの形及び局所の空間パワー分布が決定され、それ故、存在する収差についての情報が得られる。

上記の中央ビット及び周囲ビットは、有利であることに、単一のピットのみが存在するクラスタの形にある。

本発明の上記の及び他の特徴については、以下、詳述する実施形態を参照して明らかになり、理解できるであろう。

それ故、ディスクにおける情報は、基本的に、二次元特性を有する二次元光記憶についての新しい概念が開発されている。その目的は、光記憶装置の第３世代（波長λ＝４０５ｎｍ及びＮＡ０．８５を有するブルーレイディスク（ＢＤ））に対して、データレートにおいて１０倍（光読み出しシステムの同じ物理的パラメータについて）を及びデータ密度において２倍の増加を達成することである。

図４は、データ記憶システムの典型的な符号化及び信号処理の要素を示している。入力ＤＩから出力ＤＯまでのユーザデータのサイクルは、インターリービング１０と、誤差補正符号（ＥＣＣ）及び変調符号化２０、３０と、信号前処理４０と、記録媒体へのデータ記憶５０と、信号ピックアップ及び後処理６０と、２値検出７０と、インターリーブＥＣＣの復号化８０、９０とを有する。ＥＣＣ符号化器２０は、種々のノイズ源から保護するようにデータに対して冗長性を付加する。ＥＣＣ符号化データは、次いで、データをチャネルに適合させる、即ち、データを、チャネルエラーにより悪影響されにくく及びチャネル出力においてより容易に検出される形に操作する変調符号化器３０に送られる。変調データ、即ち、チャネルビットは、次いで、書き出し又はマスタリング装置、例えば、空間光又は電子ビーム変調器等に入力され、記録媒体５０、例えば、光ディスク又はカードに記憶される。受信側においては、例えば、仕切り付き光検出器又は検出器配列を有する読み出し装置又はピックアップユニットは、電荷結合素子（ＣＣＤ）におけるように一次元又は二次元であることが可能であり、記録媒体５０から反射された受信放射線パターンを、デジタルデータ（典型的には、２値変調について画素毎に１ビット、しかし、多値又はＭ−ａｒｙ変調については画素当たりｌｏｇ_２（Ｍ）ビット）に戻るように変換する必要がある擬似アナログデータ値に変換する。それ故、この読み出し処理における最初の段階は、記録処理において生成された歪みを元に戻すように試みる等価段階を有する検出及び後処理段階６０である。等価段階は擬似アナログドメインにおいて実行されることができる。次いで、擬似アナログ値配列は、検出器７０を介して２値デジタルデータ配列に変換される。デジタルデータ配列は、次いで、変調符号化への逆演算を実行する変調検出器８０に先ず、渡され、次いで、ＥＣＣ符号化器に渡される。

上記のように、このような新しい二次元光記憶の概念においては、ビットは幅広螺旋において組織化される。そのような螺旋は、径方向に所定の位相関係を有して互いに並べられた複数のビット列を有し、それ故、それらのビットは二次元格子において配列される。それらのビットの二次元最密六方の順序付けは、その順序付けが正方格子の場合より１５％高い充填率を有するために選択されたものである。

図５に示すように、幅広螺旋の連続回転は、１つの空きビット列を有するガードバンドにより分離される。並列読み出しのためのマルチスポット光路が実現され、そのマルチスポットにおいて、各々のスポットはＢＤ特性を有する。等価、タイミング回復及びビット検出を有する信号処理は、二次元的に、即ち、上記のように、幅広螺旋内のビット列全てに対して一緒に実行される。

画素間又はシンボル間干渉（ＩＳＩ）は、１つの特定の画素における信号波形が近接画素におけるデータにより汚染される現象である。物理的には、この画素間又はシンボル間干渉は、光回折からもたらされる（光）チャネルの帯域制限により、又はレーザビームのデフォーカス及びディスクチルトのような、光ピックアップシステムにおける経時的に変化する収差によりもたらされる。

更に、二次元光記憶の特徴は、ビットから最近接ビットまでの距離が全ての方向（接線方向及び径方向）で同じであることである。その結果、“信号折り返し”として知られている問題が、ピットビットについてのピットマークが完全な六方ビットセルをカバーすると仮定されるときに生じる可能性がある。複数の隣接ピットビットを有する大きい連続ピット領域については、回折は全く存在しない。それ故、大きいピット領域及び大きいピット（又は、“ランド”）がない領域においては、それら両者は完全なミラーとして機能するために、同じ読み出し信号が現れる。換言すれば、大きいランド部分、即ちゼロレベル（光記録担体の表面に対して）におけるミラー部分から、及び大きいピット部分、即ち、ゼロレベルより下のミラー部分（例えば、λ／４の波長に等しい又は約λ／４の深さ；ここで、λは、ディスクの基板層のために用いられる材料の屈折率ｎについて適合された、読み出しのために用いられる放射線の波長を表す）からの反射信号は完全に等しい。その結果、チャネルは高い非線形になり、全ての可能な六方クラスタについての信号レベルが次式のように演算されるというスカラー回折についての非線形信号処理モデルが開発され（文献、Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｓｉｇｎａｌ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ Ｓｃａｌａｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ，ｂｙ Ｍ．Ｊ．Ｃｏｅｎｅ，ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １０，２００３，Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．３２を参照されたい）、

ここで、ｂ_ｉは状態Ｉにおけるピンホールの存在を表すビット値（０又は１）であり、ｃ_ｉは線形係数であり、ｄ_ｉｊはディスクにおけるビットパターンの信号応答を表す非線形係数である。

上記の信号処理モデルはリニア及びバイリニア項を生成する。バイリニア項の間には、各々のビットピット（ビットが照射スポットの領域内にある中心に十分に近い）については自己干渉項が存在し、各々のビット対（照射スポットの範囲内の両方のピットビットを有する）については相互干渉項が存在する。それ故、図６ａを参照するに、六方構造及び対応するビットの模式的表現を与えている。信号再構成のためには、中央ビットに近いビットが重要である。その図においては、最近接ビットが示されている。中央ビットはｂ_０とラベリングされ、周囲ビットはｂ_１乃至ｂ_６とラベリングされている。上記式の支援により、ディスクにおける電界を再構成することができる。図６ｂを参照するに、７ビットの六方クラスタにおける２種類の波面のバイリニア干渉が示されていて、自己干渉はｓ_０，０及びｓ_１，１であり、相互干渉はｘ_０，１及びｘ_１，１である。

スポット収差によりもたらされる信号劣化は、勿論、一次元記憶における既知の問題であり、そのような収差を検出し且つ補償するために多くの方法が提案されてきた。二次元ベースの記憶について、異なることは、上記のように、接線方向及び横方向の両方において、情報が利用可能であり、標準的方法においては、接線方向に関連する情報のみが収集されることである。原理的に、二次元ベースの記憶において利用可能である付加情報は、スポット形状の完全な再構成を可能にし、それ故、ビットパターン自体が既知であることを条件として、サンプリング信号から、存在する収差に関する情報の供給を可能にする。

リードインに又は情報担体のある他の位置に既知のビットパターンを位置付けることにより、読み出しスポットにおける収差の存在及び程度を決定することが可能である。既知のビットパターンについて、（予想される）ＨＦ応答はまた、既知であり、オリジナルのスポットの大きさ及び形を再構成する逆問題を解くことができる。

原理的に、この情報はまた、一旦、既知でないデータパターンが十分な精度を有して検出されると、前に既知でないデータパターンから導き出されることができることは重要である。このような永続的な収差追跡の方式は、勿論、検出された収差のための何れの補償がなされる前に、比較的高信頼を有するようにビットを識別することが既に可能であるビット検出器に依存する。

それ故、（必要に応じて）収差検出の二重ループを用いることが備えられる。その手順をブートストラップで立ち上げるように、それにより、機能しているビット検出アルゴリズムから独立している、特定の既知のパターンを有する初期の収差検出が行われ、それにより、存在するスポット収差に関する情報を与える。

次いで、収差の影響を、（１）スポット収差を考慮することによりビット検出のためのアルゴリズムを調節する（したがって、例えば、イコライザを調節する）こと、又は、（２）収差を物理的に削除する（例えば、チルト補償器により）ように光路において調節することのどちらかにより、減少することができる。

それらの較正パターンは、データ担体の特定の位置のみに位置付けられるがまた、低周波数で実際のデータパターンとインターリーブされる（自動更新を確実にするように及び閉ループ補償を可能にするように）ことが可能である。

十分な精度を有するビット検出が行われるとき、第２検出ループがオンに切り替えられ、イコライザを調節するか又は検出される収差を削除するように再び用いられる情報の連続的なストリームが供給される。

実際には、殆どの場合、初期の専用の較正段階を必要としないで、光学的設定のアライメントは適切なビット検出を可能にするに十分であり、それ故、収差を検出するための検出データパターンの直接の使用が可能である。

更に、ネストされた手順が、衝撃、温度の影響、構成要素のエージングなどの場合に必要である。又、較正パターンによる収差検出は簡単であり、そのことは、ロバストなシステムのために有利である。

中央ビット２００ａにおける信号のパワー及び周囲ビット２００ｂ（ＩＳＩ）からもたらされる残りのパワーの評価により、スポット２０２の形及び局所の空間的パワー分布が決定され、それ故、図７ａ、ｂ及びｃに示すように、存在する収差についての情報が得られる。

本発明の例示としての実施形態で用いられる較正ビットパターンの有効な実施について、図８に示す。図９に示すように、列０又は＋／−２においてスポットを走査するとき、種々のビット構成が調べられる。それらのパターンから、スポットが非対称（コマ収差、非点収差）であるかどうかを決定することが可能であり、これについては、図９ａ、ｂ、ｃ、ｄを参照されたい。垂直方向においては、１つの必要なビット構成が欠けているため、非対称性は決定されない、これについては、図９ｇを参照されたい。較正ブロックを広げることにより、これは解決されるが、このことは、較正ブロックの大きさの大きい増加に繋がる。それに代えて、列＋／−１又は３におけるスポットを、この目的のために用いることができる（図８を参照されたい）。

“調べているクラスタ”９ａ乃至９ｇは、１つのピットのみがクラスタ毎に存在するように選択され、それらのクラスタは、パルス応答において非線形クロスターム（１つのクラスタにおいて互いに影響する異なるビットからもたらされる）の存在を抑制する。これは、絶対的に必要ではないが、線形応答を、それにより、例えば、重畳により誤差信号を構成するための方法を有することは通常、好ましい。

クラスタからの応答は、スポットの形、大きさ及び配向に関する情報を与え、それにより、収差の補償又は等価の補正のための誤差信号を生成する必要がある全てのものを与える。

＋４及び−４列におけるスポットの収差についての情報をまた、得るように、図１０ａ及びｂに示すパターンを用いることができる。これによって、完全なパルス応答は得られないが、それらのパターンは“迅速なチェック”として用いられる。

外側の＋／−５列においては、適切な追跡（即ち、ＤＣフリーシングルトーン担体）を可能にするように、十分なピットが存在する。

図９におけるａ乃至ｇのクラスタはスポットの形及び大きさを決定するには十分であるがまた、図９ｈに示すような対称的な複数ピット構成を用いることは、その応答がスポットサイズ全体に、それ故、例えば、球面収差に直接関連するために有利である。

上記の構成フォーマットは、存在する全体的な収差についての一般情報を得るために非常に適するものである。

この実施形態の多くの変形が、更に情報を抽出するためにまた、可能である。例えば、外側のスポットの収差は内側のスポットの収差より大きくなる可能性があるため、収差が全てのスポットに対して同じであるかどうかに関心がもたれる可能性がある。このことに関心がもたれる場合、与えられる構成ブロックは、全ての個々の列について同じ分析を行うように、メタトラックに対して（径方向に）移動されることが可能である。

構成パターンにおける（トラックにおける）走査のみでは、スポットの局所のパワー分布を得ることにおいて十分高い精度をもたらすことは可能ではない。それ故、径方向にスポット／ビット列中央を移動して、複数の“オフトラック”位置についてのＨＦ値を得る必要がある（図１１）。０次以外の移動スポットは、格子を回転することにより得られる。代替として及び恐らく好適には、担体自体におけるマスターのビット列の位置は変調されることが可能である。このことは、径方向の追跡を可能にするガードバンドが影響されない（例えば、最外ビット列位置を変わらないまま保ち、内側ビット列のみを変調する）ようにすることによりなされ、又は、設定された径方向追跡の制限された帯域幅が従うことができないそのような高い空間周波数における全体のメタトラックの位置を変調することによりなされる。

ＨＦ信号再構成により、スポットの空間パワー及び形状プロファイルが、それ故、高精度で得られる。

ここで示している実施形態は、第１シェルの近似のみを有する。しかしながら、非常に高いビット密度に対しては、第２シェルを用いることがまた、有利であることが可能である。

要約すると、当業者が理解できるであろうように、本発明にしたがった光スポットにおける何れの収差の存在及び程度の決定で用いられるビットパターンの基本的クラスタチャネル応答について、識別される必要がある。それについてのＩＳＩ信号の寄与は、上記のように、ＩＳＩは有利であるように二次元読み出し（ＴｗｏＤＯＳ）で用いられ、それ故、“ノイズ”ではなく信号の一部として処理されるために、従来の一次元光記憶におけるように、減算により削除されることはない。

本発明の目的は、読み出し及びビット検出を非常に困難にする光スポットに存在する何れの収差（コマ収差、非点収差等）の決定及び分類を可能にすることである。これは、上記のように、光応答が光スポットの形に特徴的であるように、それ故、スポット収差の分類及び等価を可能にするように選択されるパターンをディスクに備えることにより達成される。この情報は、例えば、信号処理のため、より好適には、存在する光収差を物理的に補正するサーボループにアクティブにフィードバックされるエラー信号の生成のために、等価の設定を変化させるために用いられる（例えば、に仮スポットをフォーカシングするように用いられる対物レンズのチルトを調節することにより）。成功裏に適用される場合、本発明においては、対象のディスクパターンからもたらされるＩＳＩ全てを有する読み出し信号が得られるが、光スポット収差によりもたらされる悪影響からは開放されている。それとは対照的に、ＩＳＩの寄与が削除される先行技術の構成について、米国特許第５，６５７，３０８号明細書及び米国特許第５，８０８，９８８号明細書に記載されている。

上記のような、本発明の目的を達成するための好適なパターンは、上記特許文献において記載されている発明の目的は本発明の目的とは根本的に異なるために、上記の特許文献の明細書に記載されているパターンとは根本的に異なっている。先行技術における目的はシンボル間干渉を除去することであり、その先行技術においては、線形であることが仮定されていて、それ故、米国特許第５，８０８，９８８号明細書においては、高密度に充填されたピット間の干渉を特徴付けるパラメータが決定され、学習パターンは、干渉のレベルに影響を与えるディスクにおける変動のために必要であるとみなされる。

それとは対照的に、本発明の目的を達成するためには、隣接パターンを有するピットパターンを用いることは理想的ではなく、信号において殆ど光干渉がない又は全くないようにするビットパターンを選択し、光スポットの形に関する情報を与えることは非常に好適である。

上記実施形態は本発明を限定するのではなく例示的なものであること、同時提出の特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲から逸脱することなく、多くの代替の実施形態を当業者がデザインすることができることに留意する必要がある。用語“を有する”及びその派生表現は、全体として、何れの請求項又は明細書に列挙した要素又は段階以外の要素又は段階の存在を排除するものではない。要素の単数表現はその要素の複数の存在を排除するものでなく、その逆もまた真である。本発明は、幾つかの個別の要素を有するハードウェアにより、及び適切にプログラムされたコンピュータにより実施されることが可能である。幾つかの手段を列挙した装置請求項においては、それらの手段の幾つかは、全く同一のハードウェアにより具現化されることが可能である。特定の手段が互いに異なる独立請求項に列挙されているということは、単に、それらの手段の組み合わせが有利であるように用いられることがないことを意味するものではない。

一次元光記憶構成におけるデータ記憶について示す図である。 二次元光記憶構成におけるデータ記憶について示す図である。 二次元光記憶構成で用いる適切な信号処理ユニットの模式的ブロック図である。 データ記憶システムの代表的な符号化要素及び信号処理要素を示す模式的ブロック図である。 データが二次元光記憶システムに記録される方法の模式図である。 二次元符号化光記録担体における六方構造及び対応するビットを示す模式図である。 二次元符号化光記録担体の７ビット六方クラスタの波面のバイリニア干渉の２つのタイプを示す模式図である。 理想的な読み出しスポットを有するビットクラスタの模式図である。 収差を有するスポットを有する同じビットクラスタの模式図である。 収差を有するスポットを有する同じビットクラスタの模式図である。 本発明の例示としての実施形態にしたがった較正領域の実施を示す図である（このブロックは較正領域において繰り返されることが理解される。移動された較正ブロックを組み合わせることがまた、可能であり、そのことは、全く同じ方法で全てのスポットの“調査”を可能にし、それにより、全ての個々の読み出しスポットに関して、存在する収差の非常に正確な決定を可能にする）。 列０又は＋／−２において走査しながら、観測されるビットパターンの模式図である。 列０又は＋／−２において走査しながら、観測されるビットパターンの模式図である。 列０又は＋／−２において走査しながら、観測されるビットパターンの模式図である。 列０又は＋／−２において走査しながら、観測されるビットパターンの模式図である。 列０又は＋／−２において走査しながら、観測されるビットパターンの模式図である。 列０又は＋／−２において走査しながら、観測されるビットパターンの模式図である。 欠けているが、列＋／−１及び＋／−３から得られるパターンの模式図である。 列０又は＋／−２において走査しながら、観測されるビットパターンの模式図である。 列＋／−４において得られるビットパターンの模式図である。 種々の径方向位置におけるアライメントパターンの走査がスポットプロファイルについての付加情報を得るという概念を示す図である。

Claims (16)

1. 表現されるデータを再構成するように、前記光記録担体に備えられているビットパターンから反射して戻される信号を受信し且つ処理するための手段が備えられている多次元光記憶システムにおいて光記録担体を走査するために用いられる光スポットにおける収差の存在及び程度を決定する方法であって、前記光記録担体に備えられ且つ光応答が入射する光スポットの形に特徴的であるように選択される１つ又はそれ以上の既知のビットパターンに関して、中央ビットから受信される信号のパワー及び前記中央ビットに隣接するビットから受信される信号の残りのパワーが、入射する光スポットの何れの収差の存在及び程度を決定するように評価される、ことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、データは前記光記録担体において等方性の実質的に六方格子に記録され、前記データの読み出しのために複数の光スポットが備えられている、ことを特徴とする方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法であって、１つ又はそれ以上の較正ビットパターンは、入射する光スポットの何れの収差の存在及び程度を決定する目的で前記光記録担体に備えられ、前記構成ビットパターンは、前記光応答が入射する光スポットの形に特徴的であるように選択される、ことを特徴とする方法。
4. 請求項３に記載の方法であって、前記１つ又はそれ以上の較正ビットパターンは前記記録担体の非ユーザデータ領域に備えられている、ことを特徴とする方法。
5. 請求項４に記載の方法であって、前記１つ又はそれ以上の較正ビットパターンは前記記録担体のリードイン領域に備えられている、ことを特徴とする方法。
6. 請求項１又は２に記載の方法であって、前記光応答が前記入射する光スポットに特徴的であるように選択される前記ビットパターンは、前記光記録担体に記録されているユーザデータの一部を成す、ことを特徴とする方法。
7. 請求項１乃至５の何れ一項に記載の方法であって、入射する光スポットの何れの収差の存在及び程度を決定する目的で用いられる前記ビットパターンは、前記光記録担体に記録されたユーザデータとインターリーブされる、ことを特徴とする方法。
8. 請求項１乃至７の何れ一項に記載の方法であって、中央ビットにおける信号のパワー及び周囲ビットからの残りのパワーの評価により、前記スポットの形及び局所的な空間パワー分布が、存在する前記収差に関する情報が得られるように決定される、ことを特徴とする方法。
9. 請求項１乃至８の何れ一項に記載の方法であって、前記ビットパターンの中央ビット及び周囲ビットはクラスタの形にあり、そのクラスタにおいて、単一ピットのみが存在する、ことを特徴とする方法。
10. 表現されるデータを再構成するように、前記光記録担体に備えられているビットパターンから反射して戻される信号を受信し且つ処理するための手段が備えられている多次元光記憶システムにおいて光記録担体を走査するために用いられる光スポットにおける収差の存在及び程度を決定するための装置であって、前記光記録担体に備えられ且つ光応答が入射する光スポットの形に特徴的であるように選択される１つ又はそれ以上の既知のビットパターンに関して、中央ビットから受信される信号のパワー及び前記中央ビットに隣接するビットから受信される信号の残りのパワーが、入射する光スポットの何れの収差の存在及び程度を決定するように評価される、ことを特徴とする装置。
11. 多次元符号化光記録担体を読み出す又はそれに記録する方法であって、前記光記録担体を走査するために１つ又はそれ以上の光スポットを供給する段階と、表現されるデータを再構成するように、前記光記録担体に備えられているビットパターンから反射して戻される信号を受信し且つ処理する段階と、を有する方法であり、前記光記録担体に備えられ且つ光応答が入射する光スポットの形に特徴的であるように選択される１つ又はそれ以上の既知のビットパターンに関して、中央ビットから受信される信号のパワー及び前記中央ビットに隣接するビットから受信される信号の残りのパワーが、入射する光スポットの何れの収差の存在及び程度を決定するように評価される、ことを特徴とする方法。
12. 光記録担体を読み出す又はそれに記録するための多次元光記憶システムであって、前記光記録担体を走査するために１つ又はそれ以上の光スポットを生成するための手段と、表現されるデータを再構成するように、前記光記録担体に備えられているビットパターンから反射して戻される信号を受信し且つ処理するための手段と、を有する多次元光記憶システムであり、前記光記録担体に備えられ且つ光応答が入射する光スポットの形に特徴的であるように選択される１つ又はそれ以上の既知のビットパターンに関して、中央ビットから受信される信号のパワー及び前記中央ビットに隣接するビットから受信される信号の残りのパワーが、入射する光スポットの何れの収差の存在及び程度を決定するように評価される、ことを特徴とする多次元光記憶システム。
13. 請求項１２に記載の多次元光記憶システムであって、存在することが決定された何れの収差を補償するための手段を更に有する、ことを特徴とする多次元光記憶システム。
14. 請求項１３に記載の多次元光記憶システムであって、存在することが決定された何れの収差を補償するように、イコライザの設定を調節するための手段を有する、ことを特徴とする多次元光記憶システム。
15. 請求項１２に記載の多次元光記憶システムであって、存在することが決定された何れの収差を実質的に除去するための手段を更に有する、ことを特徴とする多次元光記憶システム。
16. 請求項１５に記載の多次元光記憶システムであって、存在することが決定された何れの収差を実質的に除去するためのチルト補償手段を更に有する、ことを特徴とする多次元光記憶システム。

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