JP2008243340A

JP2008243340A - 光ディスク用再生等化方法および再生等化回路

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Publication number: JP2008243340A
Application number: JP2007086208A
Authority: JP
Inventors: Takanari Tanabe; 隆也田邉
Original assignee: Institute of National Colleges of Technologies Japan
Current assignee: Institute of National Colleges of Technologies Japan
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2008-10-09
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: JP5320567B2

Abstract

【課題】
光ディスクの再生において、記録マークの長さが等しければ、光学系の再生特性を補償すれば良いことになる。しかし、実際のデータを超解像媒体などに高密度記録を行うと、記録するマークの長さが変化し、記録するマークの長さによって再生特性が異なる非線形な特性が生じ、ひとつの再生等化方法では、すべての信号について補償を正しく行えなくなってしまう。
【解決手段】
光ディスクの一つの信号を検出する再生等化回路において、２個以上の等化回路を用いて、検出する記録マークの長さ毎に別々の重み付けで等化回路のゲインを設定して、記録マーク長さ毎に最適な検出手段を提供し、複数の等化回路の出力を合成することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、光ディスクから読み出された信号の波形を等化する光ディスク用再生等化方法に関する。また、この発明は、光ディスクから読み出された信号の処理をする再生等化回路に関する。

近年、光ビームの集光特性を良くするために、使用するレーザの波長を短くしたり、レンズの集光性能を向上させたりして、高密度記録を実現する光ディスクが登場してきているが、これらの方法による更なる向上は難しくなってきている。そこで、媒体の光学特性が温度に対して非線形に変化する超解像を利用した媒体が注目されている。高密度記録用の光ディスク装置では、光ピックアップから出力される信号、つまり光ディスクから読み出された信号は再生等化回路を通過する構成になっている。この再生等化回路は同一メディアでは単一の波形等化特性による信号処理、或いは再生データクロックの周波数に追従した信号処理を行っている。

また、複数の光ビームを利用して並列に読み出す方法が知られており、１つの対物レンズを５つの光ビームが直線状に並んで通過するために、５つの光ビームの光学特性の違いに対して別々の等化回路を用いるものであり、ひとつの再生出力に対してひとつの等化回路を用いるものである。

さらに、超解像媒体の使用法として、符号間干渉を検出して再生パワーを調整して、超解像媒体を再生する方法が知られている。

また、光学的な超解像再生を利用して、メインローブの分解能を向上させる方法が知られている。これらは、光学系に遮光帯を設けて、それによる効果のみを１つの等化回路により選択するものであり、光学系の超解像と等化回路の組み合わせる方法について記載がある。

光ディスクの記録層の他に再生層を設けることで、再生パワーを再生層に加えることで再生層超解像作用を発生させて記録層の信号を読むことが知られている。
特許公開２００３-１４５２６６号公報特許公開平１１-１７５９８０号公報特許公開平７-２９２０３号公報電子情報通信学会誌Ｖｏｌ．８９，Ｎｏ．１１，ｐｐ１０００−１００８，２００６

記録マークの長さが等しければ、光学系の再生特性を補償すれば良いことになる。しかし、実際のデータを超解像媒体などに高密度記録を行うと、記録するマークの長さが変化し、記録するマークの長さによって再生特性が異なる非線形な特性が生じ、ひとつの等化回路では、信号を正しく再生できない場合が出てくる。

また、符号間干渉を検出して再生特性を向上させようと再生パワーを調整しても、２つ以上の特性を平均したものになってしまい。媒体の特性をうまく引き出せないという課題がある。

再生光学系を補償するように等化回路を構成しても、超解像媒体では高密度信号を再生できるために、媒体による非線形が大きく影響を及ぼし、最適な等化特性が定めきれないという課題がある。

上記課題を解決し目的を達成するために、この発明の光ディスク用再生等化方法および再生等化回路は、以下のように構成されている。

光ディスクの信号を検出する再生等化方法において、再生信号を２個以上の等化回路に分割して、各等化回路で検出する記録マークの長さ毎に別々の重み付けで等化回路のゲインを設定する工程と、等化回路毎に設けられた検出回路で信号検出する工程とともに、検出回路からの検出信号を結合回路で結合する工程とともに、結合回路の出力により検出回路を選択する工程をもつことを特徴とする。

光ディスクの信号を検出する再生等化回路において、再生信号を２個以上の等化回路に分割する手段と、各等化回路で検出する記録マークの長さ毎に別々の重み付けで等化回路のゲインを設定する手段と、等化回路毎に設けられた検出回路で信号検出する手段と、検出回路からの検出信号を結合回路で結合する手段と、結合回路の出力により検出回路の出力を選択する手段をもつことを特徴とする。

上記のような構成とすることで、従来の再生等化回路は記録されている記録マークの状況に対する補償だけであったものが、再生時の媒体非線形を利用するため、単純な等化処理では補償が無理であった記録マーク長の違いによる非線形まで補償できるようになる。したがって、再生時の非線形特性を、各記録マーク長に応じて補償できるようになり、高密度な信号を安定して再生できるようになる。

高密度に記録された超解像光ディスクからの信号を取り込み、媒体の非線形を複数の等化回路を組み合わせることで、高密度信号を正確に再生することを実現し、光ディスクに大容量のデータの記録を実現する。

図１は、本発明による光ディスクの信号を検出する回路の構成を示したものである。本発明によるに再生等化回路は、光ヘッドからの再生信号を入力１とし、分割回路１０で２個以上の等化回路に信号を分割する。分割された信号は第１等化回路１１で短い記録マークが正しく再生できるように信号が整形される。また、第２等化回路１２で長い記録マークが正しく再生できるように信号が整形される。第１等化回路１１からの信号は第１検出回路１４に入力され、２値化される。同様に第２等化回路１２からの信号は第２検出回路１６に入力され、２値化される。第１検出回路１４と第２検出回路１６との出力が結合回路１７で信号が合成される。結合回路１７の出力２として信号が再生されるとともに、結合回路１７からの信号を第１タイミング回路１３および第２タイミング回路１５に入力する。第１タイミング回路１３では短い記録マークのみ検出するように、第１検出回路１４に検出に時間制限を設ける。また、第２タイミング回路１５では長い記録マークのみ検出するように、第２検出回路１６に検出に長い記録マークのみ検出できるように時間制限を設ける。本発明では、光ディスクの信号を検出する装置において、記録マークの長さごとに複数の等化回路および２値化する検出回路を設けて、検出するマーク長によって選択する出力を切り替えることを特徴とする光ディスク用再生等化回路を提供するものである。

図２を参照して、本発明が主な対象とする超解像光ディスクの構成と動作を説明する。光ディスクの記録部は、基板２０の上に、反射層２１、保護層２２、再生層２３、保護層２４、記録層２５、保護層２６を形成して作られている。まず、記録について説明する。記録するための光ビームが光ディスクの記録部に集光されると、記録層２５が加熱されることで、記録層２５に記録マークが形成される。記録層２５には、酸化プラチナ（ＰｔＯｘ）あるいは酸化銀（ＡｇＯｘ）などの材料を用いることが好例である。

再生時には、記録時より低いパワーの再生用の光ビームを媒体に照射する。このようにすると、銀・インジウム・アンチモン・テルル（ＡｇＩｎＳｂＴｅ）あるいはゲルマニウム・アンチモニ・テルル（ＧｅＳｂＴｅ）などからなる再生層２３において、光ビームの中心において近接場光が発生し、記録層２５に記録された微小な記録マークと相互作用が発生し、微小な記録マークにより再生光の出力が変化することで信号を再生できるようになると考えられている。

図３は再生時の特性を示している。図３（あ）は媒体面に入射する光ビーム３１の集光状態を示したものである。光ビーム３１の中心には、媒体の再生層による近接場光が作用する微小な実効再生領域３２が形成される。この光ビーム３１が図３（い）に示す媒体の記録層に記録された記録マークを再生する場合を考える。長い記録マーク３２では、実効再生領域３２が記録マークの形成された位置から再生出力が大きく変化する。また、記録マークの終端の位置で再生出力が大きく変化する。一方、短い記録マーク３３では、実効再生領域３２が記録マークの上に来たときに図３（う）に示すように再生出力が変化する。したがって、再生ビームが記録マークに対してトラック幅方向（紙面の上下方向）に位置ずれを持っているとすると、長い記録マーク３２を再生した再生波形はあまり変わらないのに対して、短い記録マーク３３を再生した再生波形は大きく変動する。

このように、再生条件が変わると、長い記録マーク３２と短い記録マーク３３では、再生時の特性が異なってくる。

本願の信号を検出する回路の動作について図１を用いて詳細に説明する。図３（う）に示すような光ヘッドからの再生信号を入力１とし、分割回路１０で２個以上の等化回路に信号を分割する。図１では、分割回路で２つに分けた場合を示している。分割された信号は第１等化回路１１で短い記録マークが正しく再生できるように信号が整形される。一方、第２等化回路１２で長い記録マークが正しく再生できるように信号が整形される。このような動作をする第１等化回路１１および第２等化回路１２には、トランスバーサルフルターという遅延回路とゲイン乗数を組み合わせた５タップ程度の回路を用いることができる。この等化回路を２つ別々に使用する。

まず、第１等化回路１１において、記録マーク長が短い場合に記録の前後の記録マークから受ける干渉を小さくなるように調整する。もう一方の第２等化回路１２において、記録マーク長が長い場合に記録の前後の記録マークから受ける干渉を小さくなるように調整する。各ゲイン乗数の調整には、実際のデータの再生前に、事前再生あるいはゲイン調整用データを用いて調整することが出来る。

このようにして、第１等化回路１１では短い記録マークが正しく再生されるように信号が整形される。また、第２等化回路１２で長い記録マークが正しく再生できるように信号が整形される。第１等化回路１１からの信号は第１検出回路１４に入力され、２値化される。同様に第２等化回路１２からの信号は第２検出回路１６に入力され、２値化される。

第１検出回路１４では、第１等化回路１１からの信号を一定レベルで判別して２値化するのが好例である。なお、信号の検出にビタビアルゴリズムによる最尤度判定を用いても良い。同様に、第２検出回路１６では、第２等化回路１２からの信号を一定レベルで判別して２値化するのが好例である。また、信号の検出にビタビアルゴリズムによる最尤度判定を用いても良い。

第１検出回路１４と第２検出回路１６との出力が結合回路１７で合成される。結合回路１７の出力２として信号が再生されるとともに、結合回路１７からの信号を第１タイミング回路１３および第２タイミング回路１５に入力する。第１タイミング回路１３では短い記録マークのみ検出するように、第１検出回路１４に検出に時間制限を設ける。また、第２タイミング回路１５では長い記録マークのみ検出するように、第２検出回路１６に検出に長い記録マークのみ検出できるように時間制限を設ける。これによって、同じ記録マークの端部からは、１つの信号のみを取り出すようにしている。

図１には、２つに分割する例を示したが、１と０で表す記録符号を用いてその１から１までを記録マークとして記録する例を示す。この例では、記録マークとして最短の長さｍから最長の長さｎまでの記録を行うことになり、長さの種類がｘ個あることになる。したがって、信号をｘ個に分割してｘ個の等化回路を使用するのが好例である。

信号を２つに分割する好例を示す。最短の長さｍのみを検出する等化回路とそれ以外の長さを検出する等化回路を用いることが好例である。

次に、高密度信号再生に最適な３つに分割する例を示す。最短の長さｍを検出する等化回路と、次の長さｍ＋１を検出する等化回路と、それ以外の長さを検出する等化回路を用いることが好例である。

さらに、記録時の記録感度による影響を抑えることの出来る４つに分割する例を示す。記録マークと記録マークの間のスペースの２種類の信号について別々の等化回路を用いることになる。すなわち、記録マークの最短の長さｍのみを検出する等化回路とそれ以外の記録マークの長さを検出する等化回路と、スペースの最短の長さｍのみを検出する等化回路とそれ以外のスペースの長さを検出する等化回路とを用いることが好例である。

また、記録時の記録感度による影響を抑えてかつ高密度信号再生に最適な６つに分割する例を示す。記録マークと記録マークの間のスペースの２種類の信号について別々の等化回路を用いることになる。すなわち、記録マークの最短の長さｍのみを検出する等化回路と、次の記録マークの長さｍ＋１を検出する等化回路と、それ以外の記録マークの長さを検出する等化回路と、スペースの最短の長さｍのみを検出する等化回路と、次のスペースの長さｍ＋１を検出する等化回路と、それ以外のスペースの長さを検出する等化回路とを用いることが好例である。

図４を用いて再生等化方法を説明する。再生信号の分割４１では、光ディスクから検出した再生信号の分割を行う。次に、複数に分割した再生信号おのおのに対して等化回路のゲインの設定を行う。図４では、２つに分割した場合の例を示す。第１等化回路のゲインの設定４２では、等化回路に使用されているトランスバーサルフルターという遅延回路とゲイン乗数を組み合わせた回路のゲインを調整する。各ゲイン乗数の調整には、実際のデータの再生前に、事前再生あるいはゲイン調整用データを用いて、記録マーク長が短い場合に記録の前後の記録マークから受ける干渉を小さくなるように調整する。また、第２等化回路のゲインの設定４３では、記録マーク長が短い場合以外の長い場合に記録の前後の記録マークから受ける干渉を小さくなるように調整する。

第１検出回路での信号検出４４では、第１等化回路からの信号を一定レベルで判別して２値化する。なお、信号の検出にビタビアルゴリズムによる最尤度判定を用いても良い。同様に、第２検出回路での信号検出４５では、第２等化回路からの信号を一定レベルで判別して２値化する。また、信号の検出にビタビアルゴリズムによる最尤度判定を用いても良い。

第１検出回路の出力あるいは第２検出回路の出力を選択する工程４６では、あとで述べる結合回路からの検出信号を基に、第１検出回路が検出する短い記録マークからの信号、すなわち前の出力から時間間隔の狭い信号のみを取り出す。同様に、結合回路からの検出信号を基に、第２検出回路が検出する長い記録マークからの信号、すなわち前の出力から時間間隔の広い信号のみを取り出す。

検出信号を結合回路で結合する工程４７では、第１検出回路と第２検出回路との出力を結合回路で合成し、結合回路の出力が検出信号となる。この検出信号は出力以外に、第１タイミング回路および第２タイミング回路に入力する。第１タイミング回路では短い記録マークのみ検出するように、第１検出回路の検出に時間制限を設ける。また、第２タイミング回路１５長い記録マークのみ検出するように、第２検出回路の検出に長い記録マークのみ検出できるように時間制限を設ける。これによって、同じ記録マークの端部からは、１つの信号のみを取り出すようにしている。

信号を出力する工程４８では、結合回路の出力が検出信号として出力される。

図４では２つに分割した例を示したが、ｘ個に分割した場合にはｘ個の等化回路を用いてそれぞれが担当する信号について最適な信号検出ができるように構成すればよい。

信号を２つに分割する好例を示す。最短の長さｍのみを検出する等化回路とそれ以外の長さを検出する等化回路を用いる工程を用いることが好例である。

次に、高密度信号再生に最適な３つに分割する例を示す。最短の長さｍを検出する等化回路と、次の長さｍ＋１を検出する等化回路と、それ以外の長さを検出する等化回路を用いる工程を用いることが好例である。

さらに、記録時の記録感度による影響を抑えることの出来る４つに分割する例を示す。記録マークと記録マークの間のスペースの２種類の信号について別々の等化回路を用いることになる。すなわち、記録マークの最短の長さｍのみを検出する等化回路とそれ以外の記録マークの長さを検出する等化回路と、スペースの最短の長さｍのみを検出する等化回路とそれ以外のスペースの長さを検出する等化回路とを用いる工程を用いることが好例である。

また、記録時の記録感度による影響を抑えてかつ高密度信号再生に最適な６つに分割する例を示す。記録マークと記録マークの間のスペースの２種類の信号について別々の等化回路を用いることになる。すなわち、記録マークの最短の長さｍのみを検出する等化回路と、次の記録マークの長さｍ＋１を検出する等化回路と、それ以外の記録マークの長さを検出する等化回路と、スペースの最短の長さｍのみを検出する等化回路と、次のスペースの長さｍ＋１を検出する等化回路と、それ以外のスペースの長さを検出する等化回路とを用いる工程を用いることが好例である。

上記実施例では分割数をあらかじめ決めた例を示したが、再生信号のエラー特性から、一番再生エラーが少ない分割数を選ぶようにしても良い。このようにすると、再生条件の違いによる特性変動も抑圧できるようになる。

以上説明したように、この発明の光ディスク用再生等化方法および再生等化回路によれば、高密度な信号について光学的非線形を利用して再生しようとする場合の短い記録マークと長い記録マークの再生特性の違いを別々な等化回路を用いて最適に検出できるようにしたものである。

なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階では要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、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。

この発明によれば、下記の光ディスク用再生等化方法および再生等化回路を提供できる。

（１）高密度な光ディスクから読み出された再生信号を最適な再生等化処理することが可能な再生等化方法。

（２）高密度な光ディスクから読み出された再生信号を最適な再生等化処理することが可能な再生等化回路。

本発明の再生等化回路の構成を示す図超解像光ディスクの構成を示す図超解像光ディスクの再生方法を示す図本発明の再生等化方法の構成を示す図

符号の説明

１入力
２出力
１１第１等化回路
１２第２等化回路
１３第１タイミング回路
１４第１検出回路
１５第２タイミング回路
１６第２検出回路
１７結合回路
２０基板
２１反射層
２２保護層
２３再生層
２４保護層
２５記録層
２６保護層
２７光ビーム

Claims

光ディスクの信号を検出する再生等化方法において、再生信号を２個以上の等化回路に分割して、各等化回路で検出する記録マークの長さ毎に別々の重み付けで等化回路のゲインを設定する工程と、等化回路毎に設けられた検出回路で信号検出する工程とともに、検出回路からの検出信号を結合回路で結合する工程とともに、結合回路の出力により検出回路を選択する工程をもつことを特徴とする光ディスク用再生等化方法。
光ディスクの信号を検出する再生等化回路において、再生信号を２個以上の等化回路に分割する手段と、各等化回路で検出する記録マークの長さ毎に別々の重み付けで等化回路のゲインを設定する手段と、等化回路毎に設けられた検出回路で信号検出する手段と、検出回路からの検出信号を結合回路で結合する手段と、結合回路の出力により検出回路の出力を選択する手段をもつことを特徴とする光ディスク用再生等化回路。