JP2008257801A - Optical information recording and reproducing method and device - Google Patents
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Abstract
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光学的情報記録再生方法及び装置に係り、特に記録情報から再生信号と理想状態との誤差情報を検出する多値レベル記録再生方式における誤差情報検出方法及び装置に関する。 The present invention relates to an optical information recording / reproducing method and apparatus for recording or reproducing information pit levels using three or more values, and more particularly to detecting error information between a reproduced signal and an ideal state from recorded information. The present invention relates to an error information detection method and apparatus in a value level recording / reproducing system.
近年、光メモリ産業は拡大しつつあり、再生専用のCD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)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ている。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。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NA(Numerical Aperture)も、0.6や0.65から0.85へと高められようとしている。一方、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技術も提案されている。 In recent years, the optical memory industry has been expanding, from read-only CDs (Compact Discs) and DVDs (Digital Versatile Discs) to write-once using metal thin films and dye-based recording materials, as well as magneto-optical materials and phase change materials. The rewritable type used has been developed. Its application is also expanding from consumer to external memory of computers. Furthermore, research and development for increasing the recording capacity has been promoted, and as a technique for miniaturizing a light spot related to information recording / reproduction, the wavelength of the light source is changing from red (650 nm) to blue-violet (405 nm). is there. Also, the numerical aperture NA (Numerical Aperture) of the objective lens is about to be increased from 0.6 or 0.65 to 0.85. On the other hand, a more efficient multilevel recording / reproducing technique using the same light spot size has 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、次のような方法を提案している(特許文献1参照)。これによると、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ラック方向のシフト量の組み合わせによって、多値情報を記録する。その多値記録した情報ピットを再生する際は、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。 For example, the inventor of the present application has proposed the following method as a method of the multilevel recording / reproducing technique (see Patent Document 1). According to this, multi-value information is recorded on the information track of the optical information recording medium by a combination of the width of the information pit in the track direction and the shift amount in the track direction with respect to the reproduction light spot of the information pit. When reproducing the multi-value recorded information pit, the multi-value information is reproduced from the correlation between the detection signal learned in advance and the detection signal obtained from the light spot.
また、光ディスク分野の研究における国際学会であるISOM(International Symposium on Optical Memory)2003では、次のような発表がされている(非特許文献1参照)。これによると、青紫色の光源(405nm)と対物レンズの開口数NAが0.65の光学系を用いている。これにより、トラックピッチが0.46μmの光ディスクに対して、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を0.26μmとし、8レベルの多値記録再生を行う。 In addition, the following announcement is made at International Symposium on Optical Memory (ISOM) 2003, which is an international academic conference in research on the optical disc field (see Non-Patent Document 1). According to this, a blue-violet light source (405 nm) and an optical system in which the numerical aperture NA of the objective lens is 0.65 are used. As a result, with respect to an optical disc having a track pitch of 0.46 μm, the width in the track direction of an area for recording one information pit (hereinafter referred to as “cell”) is set to 0.26 μm, and 8-level multilevel recording is performed. Perform playback.
また、本出願人から、更に次のような提案がなされている(特許文献2参照)。これによると、青紫色の光源(405nm)と対物レンズの開口数NAが0.85の光学系を用い、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/inch2程度の高密度化を行う。 Further, the following proposal has been made by the present applicant (see Patent Document 2). According to this, a blue-violet light source (405 nm) and an optical system with an objective lens numerical aperture NA of 0.85 are used, the light spot is miniaturized, and adapted to the multi-value method announced at ISOM 2003, approximately 30 Gbit / Increase the density to about 2 inches.
これによると、8レベルの情報ピットの選択は、例えば、図8に示すようにセルのトラック方向の幅を16等分し(16チャンネルビット)、それを利用して行う。即ち、レベル0は、何も情報ピットを記録しない。また、レベル1は2チャンネルビットの幅、レベル2は4チャンネルビットの幅、レベル3は6チャンネルビットの幅、レベル4は8チャンネルビットの幅とする。さらに、レベル5は10チャンネルビットの幅、レベル6は12チャンネルビットの幅、レベル7は14チャンネルビットの幅とする。
According to this, the selection of 8-level information pits is performed, for example, by dividing the width of the cell in the track direction into 16 equal parts (16 channel bits) as shown in FIG. That is,
図9は、光ディスク上のトラック20に対して、ランダムな情報ピット21を記録した時の模式図と、光スポット22の関係を示す。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9に示すように光スポット22内に2〜3個のセルの情報ピット21が含まれることになる。つまり、再生の際に、隣接セルからの符号間干渉の影響を受け、再生信号が変動することが予想される。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る。
FIG. 9 shows the relationship between the
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10は、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)、セルの大きさは0.2μmである。 FIG. 10 shows parameters used in the optical simulation. The track pitch is 0.32 μm, the light spot size is 0.405 μm (wavelength 405 nm, the numerical aperture of the objective lens: NA 0.85), and the cell size is 0.2 μm.
図11は、図10に示すパラメータを用いた光学シミュレーションにより、図8に示したそれぞれのレベルに対して、与えた情報ピットの形状を示している。ここで、レベル0は何も情報ピットを記録しないものとする。
FIG. 11 shows the shape of information pits given to the respective levels shown in FIG. 8 by optical simulation using the parameters shown in FIG. Here,
図12は、連続する3つのセルに8種類のレベルを順次組み合わせて与え(全ての組み合わせは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。図12の下図では、3つのセルのレベルの組み合わせ(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)を示している。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」に対応するものであるが、左側のセルのレベルが「0」から「7」に変化することで、同じ値を取らず、幅を持つことである。これが符号間干渉の影響である。 In FIG. 12, eight types of levels are sequentially combined in three consecutive cells (all combinations are 8 × 8 × 8 = 512), and the light spot is the third cell (back) from the center of the first cell (previous cell). The reproduction signal (the amount of reflected light) when moved to the center of the cell was calculated. In the lower diagram of FIG. 12, eight combinations of levels of three cells (0, 1, 6) to (7, 1, 6) are shown as examples (all levels except for three cells are 0 level). . The positions of the three solid lines in the figure indicate the reproduction signal (cell center value) when there is a light spot at the center of each cell. It can be seen from this that, in this parameter, the cell median value of the middle cell corresponds to the level “1”, but the level of the left cell changes from “0” to “7”. It takes a value and has a width. This is the effect of intersymbol interference.
図13は、3つの連続するセルに記録するレベルの全ての組み合わせにおいて、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、縦軸は再生信号の振幅を相対的に示している)。図中の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。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。
FIG. 13 shows the distribution of the amplitude of each reproduction signal with the level of the middle cell on the horizontal axis in all combinations of levels recorded in three consecutive cells (here, the vertical axis). Indicates the relative amplitude of the reproduction signal). Distributions A to H in the figure correspond to
例えば、図14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は等化係数で、ここでは、a=‐V1/(1+V1)、V1=0.237として計算した。ここで、V1は、振幅1の孤立波形に対する隣のセルにおける振幅値である。
For example, a 3-tap waveform equalization as shown in FIG. 14 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 coefficient, where a = −V1 / (1 + V1), V1 = 0.237. As calculated. Here, V1 is an amplitude value in an adjacent cell with respect to an isolated waveform of
図15にその結果を示した。同図でも、同様に縦軸は再生信号の振幅を相対的に示している。図中の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。
The results are shown in FIG. In the same figure, the vertical axis similarly indicates the amplitude of the reproduction signal. A 'to H' in the figure correspond to distributions of
図16は、図15で示した結果を、横軸をサンプル数(1〜512)としてプロットしなおしたものである。同図は、3つの連続するセルのレベルをx、y、zとし、その再生信号をS(x,y,z)とし、図17に示すプログラムを用いてプロットした。この図は、計算で求めたものであり、前後セルからの符号間干渉の影響と光スポット形状がガウシャンで、均一でないことから生じる非線形の影響が示されている。実際の録再系では、さらに、媒体の蓄熱による熱干渉の影響、媒体感度の個体差の影響などがこの学習テーブルの結果として得られる。 FIG. 16 is obtained by re-plotting the results shown in FIG. 15 with the horizontal axis representing the number of samples (1 to 512). In the figure, the levels of three consecutive cells are x, y, and z, and the reproduction signal is S (x, y, z), and plotted using the program shown in FIG. This figure is obtained by calculation, and shows the influence of intersymbol interference from the front and rear cells and the nonlinear influence caused by the fact that the light spot shape is Gaussian and not uniform. In an actual recording / playback system, the influence of thermal interference due to heat storage of the medium, the influence of individual differences in medium sensitivity, and the like are further obtained as a result of this learning table.
一般的な多値記録の再生アルゴリズムを適応すると、まず、あらかじめ図16で求めたような学習テーブルを学習データから求めておく。 When a general multilevel recording reproduction algorithm is applied, a learning table such as that previously obtained in FIG. 16 is first obtained from the learning data.
次に、ランダムデータを再生する。このとき、ランダムデータの再生信号より、それぞれのセルの中央値を固定の閾値で判断し、レベルを仮判定する。固定の閾値の選び方は、例えば、同じレベルの値を持つ中央セルの学習テーブルの値を平均し(つまり、図15で説明すると、A’からH’のそれぞれの分布の値を平均する)、それを各レベルの基準値とし、隣り合う、レベルの基準値の中間の値を閾値とする。 Next, random data is reproduced. At this time, based on the reproduction signal of random data, the median value of each cell is determined with a fixed threshold value, and the level is provisionally determined. The method of selecting a fixed threshold is, for example, averaging the values in the learning table of the central cell having the same level value (that is, averaging the values of the respective distributions A ′ to H ′, as explained in FIG. 15), This is used as a reference value for each level, and an intermediate value between adjacent reference values for levels is used as a threshold value.
続いて、仮判定した前後セルの値に従って、学習テーブルから、中央セルの再生値に従った、8通り(0レベルから7レベル)の基準値を抜き出す。その8通りの基準値と中央セルの再生値とを比べ、再生値に一番近い基準値のレベルを再生レベルとして判定しなおす。例えば、仮判定の結果、前後セルのレベルがそれぞれ、3レベル、5レベルだったとする。この場合、学習テーブルから、前後セルと中央セルのレベルの組み合わせが、(3、0、5)、(3、1、5)、(3、2、5)、(3、3、5)、(3、4、5)、(3、5、5)、(3、6、5)、(3、7、5)のものの値を抜き出すことになる。 Subsequently, eight reference values (from 0 level to 7 levels) according to the reproduction value of the center cell are extracted from the learning table according to the temporarily determined values of the preceding and following cells. The eight reference values are compared with the reproduction value of the center cell, and the reference value level closest to the reproduction value is determined again as the reproduction level. For example, it is assumed that the levels of the preceding and following cells are 3 and 5 as a result of the provisional determination. In this case, from the learning table, combinations of the levels of the preceding and following cells and the center cell are (3, 0, 5), (3, 1, 5), (3, 2, 5), (3, 3, 5), The values of (3, 4, 5), (3, 5, 5), (3, 6, 5), (3, 7, 5) are extracted.
一方、情報をサンプリングするための再生クロックは、一般には、記録情報中に所定間隔で挿入された所定パターンの再生により位相誤差情報を検出し、PLL(フェーズロックドループ)回路において生成される構成をとっている。 On the other hand, a reproduction clock for sampling information generally has a configuration in which phase error information is detected by reproduction of a predetermined pattern inserted at predetermined intervals in recorded information and is generated in a PLL (phase locked loop) circuit. I'm taking it.
図18に位相誤差検出用のパターン挿入例を示す。図中の(I)〜(Q)は、記録情報列を示す。(I)は、記録データ先頭に位置するPLL引き込み用パターンであり、これは多値記録の如何に関わらず採用する場合が多い。(J)は、前述した学習テーブルを得るための学習パターンである。(K)、(M)、(O)は、記録すべきユーザ情報であり、これはエラー訂正等の処理を施して生成したものである。(L)、(N)、(P)は、再生クロックの位相誤差検出用の記録パターンである。例えば、レベルスライスによる2値化処理によりエッジを抽出し、このエッジと再生クロックとの位相誤差情報を位相比較器により検出し、再生クロックのPLL処理に利用する。
しかしながら、多値信号の再生信号は、媒体の反射率ムラ等により大きな影響を受け、再生信号のオフセットや再生信号の振幅変動があると、再生信号を読み誤るという問題がある。それを解決するものとして、再生信号のオフセットおよび、振幅変動を読み取るための専用のマークを入れ、そのマークを読み取ることでオフセットおよび振幅変動を補正することもできるが、それでは、ユーザ領域が狭くなるという問題があった。 However, the reproduction signal of the multilevel signal is greatly affected by the reflectance unevenness of the medium, and there is a problem that the reproduction signal is erroneously read if there is an offset of the reproduction signal or amplitude fluctuation of the reproduction signal. As a solution to this, it is possible to correct the offset and amplitude fluctuation by inserting a dedicated mark for reading the offset and amplitude fluctuation of the reproduction signal and reading the mark, but this reduces the user area. There was a problem.
また、再生信号の再生クロックの位相がずれてくると、同様に再生信号を読み誤るという問題があった。それを解決するものとして、位相誤差検出パターンを設け、位相誤差を検出する方法もあるが、同様にユーザ領域が狭くなるという問題があった。 Further, when the phase of the reproduction clock of the reproduction signal is deviated, there is a problem that the reproduction signal is similarly read erroneously. As a solution to this problem, there is a method of detecting a phase error by providing a phase error detection pattern. However, there is a problem that the user area is similarly reduced.
本発明の目的は、ユーザ領域を狭めることなく、再生信号のオフセット、振幅変動、および、再生信号の再生クロックのずれを示す誤差情報を得て、確度の高い多値記録の再生を行うことにある。 An object of the present invention is to obtain error information indicating the offset of the reproduction signal, the amplitude variation, and the deviation of the reproduction clock of the reproduction signal without narrowing the user area, and to reproduce the multi-value recording with high accuracy. is there.
上記目的を達成するため、本発明に係る光学的情報記録再生方法は、光スポットを用いて情報の記録再生を行う光学的情報媒体のトラック上に、仮想的に一定間隔のセルを設けて、そのセル毎にトラック方向の情報ピットの幅または情報ピットの面積を変え、再生信号の振幅を多段階にすることにより複数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方法において、隣接するセルのレベルの組み合わせに対する再生値を学習によって求め、その再生値を基準値として記憶し、情報の再生に際して、再生クロックに従いサンプリングした前記再生信号のサンプル値と前記基準値との差から前記再生信号の誤差情報を検出し、その誤差情報に基づき前記再生信号及び/又は前記再生クロックの位相を補正することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an optical information recording / reproducing method according to the present invention is provided with cells at virtually constant intervals on a track of an optical information medium for recording / reproducing information using a light spot, In an optical information recording / reproducing method for recording and / or reproducing multi-level information of multiple levels by changing the width of the information pit in the track direction or the area of the information pit for each cell and making the amplitude of the reproduction signal multistage The reproduction value for the combination of adjacent cell levels is obtained by learning, the reproduction value is stored as a reference value, and the information is reproduced from the difference between the sample value of the reproduction signal sampled according to the reproduction clock and the reference value. Error information of the reproduction signal is detected, and the phase of the reproduction signal and / or the reproduction clock is corrected based on the error information.
前記誤差情報は、前記再生信号のオフセットを示す情報であってもよい。この場合、前記基準値と前記サンプル値との差を一定の期間積算し、その積算値に従って前記再生信号のオフセットを判定し、そのオフセット量に基づいて前記再生信号のオフセットを補正してもよい。 The error information may be information indicating an offset of the reproduction signal. In this case, the difference between the reference value and the sample value may be accumulated for a certain period, the offset of the reproduction signal may be determined according to the accumulated value, and the offset of the reproduction signal may be corrected based on the offset amount. .
前記誤差情報は、前記再生信号の振幅変動を示す情報であってもよい。この場合、前記基準値と前記サンプル値との差を、前記再生信号の振幅が正の場合と負の場合に分けて一定の期間積算し、その両者の積算値に従って前記再生信号の振幅変動を判定し、その振幅変動量に基づいて前記再生信号の振幅変動を補正してもよい。 The error information may be information indicating amplitude fluctuation of the reproduction signal. In this case, the difference between the reference value and the sample value is integrated for a certain period of time when the amplitude of the reproduction signal is positive and negative, and the amplitude fluctuation of the reproduction signal is calculated according to the integrated value of both. The amplitude fluctuation of the reproduction signal may be corrected based on the amplitude fluctuation amount.
前記誤差情報は、前記再生クロックの位相誤差を示す情報であってもよい。この場合、前記基準値と前記サンプル値との差を、前記再生信号の傾きが正の場合と負の場合に分けて一定の期間積算し、その両者の積算値に従って前記再生クロックの位相ずれを判定し、その位相ずれ量に基づいて前記再生クロックの位相を補正してもよい。 The error information may be information indicating a phase error of the recovered clock. In this case, the difference between the reference value and the sample value is integrated for a certain period of time when the slope of the reproduction signal is positive and negative, and the phase shift of the reproduction clock is calculated according to the integrated value of both. The phase of the recovered clock may be corrected based on the amount of phase shift.
本発明に係る光学的情報記録再生装置は、光スポットを用いて情報の記録再生を行う光学的情報媒体のトラック上に、仮想的に一定間隔のセルを設けて、そのセル毎にトラック方向の情報ピットの幅または情報ピットの面積を変え、再生信号の振幅を多段階にすることにより複数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、隣接するセルのレベルの組み合わせに対する再生値を学習によって求め、その再生値を基準値として記憶する記憶手段と、情報の再生に際して、再生クロックに従いサンプリングした前記再生信号のサンプル値と前記基準値との差から前記再生信号の誤差情報を検出し、その誤差情報に基づき前記再生信号及び/又は前記再生クロックの位相を補正する補正手段とを有することを特徴とする。 An optical information recording / reproducing apparatus according to the present invention virtually provides cells at regular intervals on a track of an optical information medium for recording / reproducing information using a light spot, and each cell has a track direction. In an optical information recording / reproducing apparatus that records and / or reproduces multi-level information of multiple levels by changing the width of the information pit or the area of the information pit and making the amplitude of the reproduction signal multistage, the level of adjacent cells A storage means for obtaining a reproduction value for the combination by learning and storing the reproduction value as a reference value, and at the time of reproducing information, the difference between the sample value of the reproduction signal sampled according to the reproduction clock and the reference value And correction means for detecting error information and correcting the phase of the reproduction signal and / or the reproduction clock based on the error information. To.
本発明によれば、ユーザ領域を狭めることなく、再生信号のオフセット、振幅変動、および再生クロックのずれを示す誤差情報を得ることができ、確度の高い多値記録の再生を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to obtain error information indicating the offset of the reproduction signal, the amplitude fluctuation, and the deviation of the reproduction clock without narrowing the user area, and reproduction of multi-value recording with high accuracy can be performed.
次に、本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 present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本実施形態による光学的情報記録再生装置の全体構成を示すブロック図である。同図に示す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。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment. The optical information recording / reproducing
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、その他の稼動部を制御する。
The
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。
The
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。光ディスク4は、トラックピッチが0.32μmのものとする。この場合、セル長を200nmとすると、およそ30Gbit/inch2程度、セル長を160nmとすると、およそ36Gbit/inch2程度の高密度化が狙える。
The
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、例えば、光源の波長λとして405nm、対物レンズの開口数NAとして0.85とすると、光スポットの大きさの値は、およそ405nmを得ることができる。
The
光ヘッド制御回路6は、制御回路2による制御のもとで、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
情報記録回路7は、制御回路2による制御のもとで、光ヘッド5を介して光ディスク4への多値情報の記録を行う。
The
情報再生回路8は、制御回路2による制御のもとで、光ヘッド5を介して光ディスク4からの多値情報の再生を行う。情報再生回路8は、後述するように本発明の記憶手段及び補正手段を搭載したものである。
The
多値情報の記録は、従来例の図8等で示したものと同様に行う。即ち、光学的情報媒体である光ディスク4上のトラックに、仮想的に一定間隔のセルを設けて、そのセル毎にトラック方向の情報ピットの幅、または、情報ピットの面積を変え、再生信号の振幅を多段階にすることによる複数レベルの多値情報が得られるように行う。
The multi-value information is recorded in the same manner as shown in FIG. In other words, cells on the
なお、光ディスク4の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1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 a recording material that can be recorded and erased on the
次に、本実施形態の光学的情報記録再生装置1によりサンプル値と基準値の誤差情報を検出する場合を説明する。
Next, a case where error information between the sample value and the reference value is detected by the optical information recording / reproducing
図2は、記録情報列の一例を示す。図中、(R)は、記録データ先頭に位置するPLL引き込み用パターンであり、これは多値記録の如何に関わらず採用する場合が多い。(S)は、図15で説明した、学習テーブルを得るための学習パターンである。(T)は、記録すべきユーザ情報であり、これはエラー訂正用のコードなどを付加して生成したものである。このように、本実施形態では、図17の従来例で示した位相誤差検出パターンを用いていない。ただし、この位相誤差パターンを入れたものでも、本発明は適応できる。 FIG. 2 shows an example of the record information sequence. In the figure, (R) is a PLL pull-in pattern located at the beginning of the recording data, and this pattern is often employed regardless of multi-value recording. (S) is a learning pattern for obtaining a learning table described in FIG. (T) is user information to be recorded, which is generated by adding an error correction code or the like. Thus, in this embodiment, the phase error detection pattern shown in the conventional example of FIG. 17 is not used. However, the present invention can be applied even with this phase error pattern.
まず、記録開始に当たり、PLLの引き込みに使用するパターン(R)を生成する。ここで、PLLの引き込みに使用するパターン(R)に関しては、従来行われているような、2値化により周波数及び位相誤差情報が得られ、PLLが掛けられるパターンが望ましい。例えば、多値の記録情報列とは関係なく、セル全体がマーク、或いは、セル内にマークが存在しないパターンの繰り返しでもよい。さらには、より高いSN比の再生信号を得るために、2つのセルを全てマーク、非マークの連続といったパターンでもよく、またさらにこれら組み合わせからなるパターンでもよい。もちろん、0レベルと7レベルの繰り返しであってもよい。 First, at the start of recording, a pattern (R) used for PLL pull-in is generated. Here, with respect to the pattern (R) used for pulling in the PLL, a pattern in which frequency and phase error information is obtained by binarization and the PLL is applied as is conventionally performed. For example, regardless of the multi-value recording information sequence, the entire cell may be a mark, or a pattern having no mark in the cell may be repeated. Furthermore, in order to obtain a reproduction signal with a higher signal-to-noise ratio, a pattern in which two cells are all marked and non-marked may be used, or a pattern formed by a combination of these may be used. Of course, it may be a repetition of 0 level and 7 level.
次に、8レベルの多値情報列の学習パターン(S)を生成し、PLLの引き込みパターンに続き、記録データを付加する。この学習パターンは、中心セルと前後のセルの組み合わせ8x8x8の512通り全てを記録するようにしてもよいし、また、あらかじめ計算から得られる学習テーブルを実際の記録再生系にあわせるために必要な数のデータであってもよい。 Next, a learning pattern (S) of an 8-level multilevel information sequence is generated, and recording data is added following the PLL pull-in pattern. In this learning pattern, all 512 patterns of 8 × 8 × 8 combinations of the center cell and the preceding and following cells may be recorded, or the number necessary for matching the learning table obtained from the calculation in advance with the actual recording / reproducing system. It may be the data.
最後に、送られてきた記録情報を、3ビットごとに8つのレベルに変換し、(ここで、変調やエラー訂正符号の付加等の処理を行う。)ユーザ情報(T)を生成し、記録情報列として付加する。 Finally, the received recording information is converted into 8 levels every 3 bits (where modulation, error correction code addition, etc. are performed), and user information (T) is generated and recorded. It is added as an information string.
以上のように生成されて記録情報列を受け、各多値レベルに対応した記録パルス列を用いて、光学的情報媒体である光ディスク4上の目標トラックに光ヘッド5を用いて多値情報を記録する。
The recording information sequence generated as described above is received, and the multi-value information is recorded on the target track on the
なお、ここでは、アドレス情報等の制御情報の記録については説明しなかったが、別に制御領域を設けて記録しても良いし、情報記録トラックの案内溝をウォブルさせることにより形成してもよい。 Here, recording of control information such as address information has not been described, but recording may be performed by providing a separate control area, or may be formed by wobbling the guide groove of the information recording track. .
次に、このように記録された多値情報を再生する手順を説明する。 Next, a procedure for reproducing the multi-value information recorded in this way will be described.
まず、光学的情報記録再生装置1は、情報の再生の命令を受けると、再生動作を開始する。これにより、前述したようにウォブル情報等からアドレス情報を再生し、光ディスク4の目標トラックをサーチする。そして、光ヘッド5を用いて情報記録単位の先頭にあるPLL引き込み領域(R)の再生を開始し、再生信号に同期した再生クロックを生成する。
First, upon receiving an information reproduction command, the optical information recording / reproducing
次に、再生信号に同期した再生クロックを用い、学習パターンを再生し、各記録パターンに対する再生信号レベルをサンプリングし、学習テーブルに格納する。なお、このときの再生クロックはPLL引き込みパターンにより、再生信号に同期した状態を維持しうるために、特に再生クロック位相制御を行う必要はない。つまり、PLL引き込みパターン再生後、位相誤差情報を“ゼロ”に設定し、PLL状態を保持することで十分な位相精度が得られる。 Next, using the reproduction clock synchronized with the reproduction signal, the learning pattern is reproduced, the reproduction signal level for each recording pattern is sampled, and stored in the learning table. Note that, since the recovered clock at this time can maintain a state synchronized with the recovered signal by the PLL pull-in pattern, it is not particularly necessary to perform the recovered clock phase control. That is, after reproducing the PLL pull-in pattern, sufficient phase accuracy can be obtained by setting the phase error information to “zero” and maintaining the PLL state.
次に、上記学習結果を基づき、再生信号から記録情報の再生を開始する。 Next, based on the learning result, the reproduction of the recorded information is started from the reproduction signal.
図3は、理想的な再生信号を示している。破線の位置がセルの中央に相当し、この位置で再生信号がサンプリングされる。実線の波形と破線の交わった値がサンプル値として得られる。黒丸は学習テーブル上の基準値である。また、ここでの縦軸は理想的な信号の最大振幅の中心値を0とした。以下の図4から図6の縦軸0の位置もこれと同じとする。
FIG. 3 shows an ideal reproduction signal. The position of the broken line corresponds to the center of the cell, and the reproduction signal is sampled at this position. A value obtained by intersecting the solid waveform and the broken line is obtained as a sample value. Black circles are reference values on the learning table. In the vertical axis here, the center value of the maximum amplitude of an ideal signal is zero. The position of the
図3の理想的な状態とは、つまり、再生信号のオフセット、振幅変動、および、再生クロックの位相ずれがない状態のことを言い、サンプル値と学習テーブルに格納されている基準値とは一致し、その差は0となる。 The ideal state in FIG. 3 means a state in which there is no reproduction signal offset, amplitude fluctuation, and reproduction clock phase shift, and the sample value and the reference value stored in the learning table are identical. The difference is zero.
図4において、実線の再生信号は理想的な再生信号より、正の方向にずれた場合を示している。つまり、正の側にオフセットが生じた場合である。振幅変動、再生クロックの位相誤差は生じていないものとする。図からも明らかなように、サンプル値は全て、基準値よりも正側にずれて得られる。つまり、サンプル値から基準値を引いた値は、全て正となる。逆に、破線の再生信号は、負の側にオフセットが生じた場合である。この場合は、逆にサンプル値から基準値を引いた値は全て負になることは容易にわかる。 In FIG. 4, the solid line reproduction signal shows a case where it deviates in the positive direction from the ideal reproduction signal. That is, this is a case where an offset occurs on the positive side. It is assumed that amplitude fluctuation and phase error of the recovered clock have not occurred. As is apparent from the figure, all sample values are obtained by shifting to the positive side from the reference value. That is, all values obtained by subtracting the reference value from the sample value are positive. On the contrary, the broken line reproduction signal is a case where an offset occurs on the negative side. In this case, on the contrary, it can be easily understood that all values obtained by subtracting the reference value from the sample value are negative.
図5において、実線の再生信号は理想的な再生信号より、振幅が大きくなった場合を示している。オフセットと再生クロックの位相誤差は生じていないものとする。この場合は、縦軸0よりも大きな、4レベルから7レベルの、サンプル値から基準値を引いた値は全て正になるのに対し、縦軸0よりも小さな0レベルから3レベルのサンプル値から基準値を引いた値は全て負になる。逆に、破線の再生信号は、振幅が小さくなった場合である。この場合は、縦軸0よりも大きな、4レベルから7レベルのサンプル値から基準値を引いた値は全て負になるのに対し、縦軸0よりも小さな0レベルから3レベルのサンプル値から基準値を引いた値は全て正になる。
In FIG. 5, the solid line reproduction signal shows a case where the amplitude is larger than the ideal reproduction signal. It is assumed that there is no phase error between the offset and the recovered clock. In this case, the values obtained by subtracting the reference value from the sample values of 4 to 7 levels that are larger than the
さらに、図6において、実線の再生信号は再生クロックが正側にずれた場合を示している。再生信号のオフセット、振幅変動は生じていないものとする。この場合、再生信号の傾きが正だと、サンプル値から基準値を引いた値は正になり、再生信号の傾きが負だと、サンプル値から基準値を引いた値は負になる。逆に、破線の再生信号は、再生クロックが負側にずれた場合である。この場合は、再生信号の傾きが正だと、サンプル値から基準値を引いた値は負になり、再生信号の傾きが負だと、サンプル値から基準値を引いた値は正になる。 Further, in FIG. 6, the solid line reproduction signal shows a case where the reproduction clock is shifted to the positive side. It is assumed that the reproduction signal has no offset or amplitude fluctuation. In this case, if the slope of the reproduction signal is positive, the value obtained by subtracting the reference value from the sample value is positive. If the slope of the reproduction signal is negative, the value obtained by subtracting the reference value from the sample value is negative. Conversely, a broken line reproduction signal is a case where the reproduction clock is shifted to the negative side. In this case, if the slope of the reproduction signal is positive, the value obtained by subtracting the reference value from the sample value becomes negative. If the slope of the reproduction signal is negative, the value obtained by subtracting the reference value from the sample value becomes positive.
以上、図4から図6に示したように、サンプル値から基準値を引いた値を、場合分けして、予め決めた一定期間(例えば、数セルから数十セルの期間)モニターし、積算する。こうすることで、再生信号のオフセットの変動、振幅変動、および、再生クロックのずれの誤差信号を個別に得ることができる。 As described above, as shown in FIGS. 4 to 6, the value obtained by subtracting the reference value from the sample value is divided into cases and monitored for a predetermined period (for example, a period from several cells to several tens of cells) and integrated. To do. By doing this, it is possible to individually obtain error signals of offset fluctuation, amplitude fluctuation, and reproduction clock shift of the reproduction signal.
次に、図7のブロック図を用いて、具体的な実施形態を説明する。図7は、図1の光学的情報記録再生装置1の情報再生回路8の一実施例である。
Next, a specific embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG. FIG. 7 shows an embodiment of the
図7に示す情報再生回路8は、PLL制御回路12、再生信号サンプリング回路13、データ再生回路14、学習データ記憶部15、演算回路16、誤差信号記憶部17、及び誤差信号判定回路18を有する。このうち、学習データ記憶部15は、本発明の記憶手段の要部を構成し、演算回路16、誤差信号記憶部17、及び誤差信号判定回路18は、本発明の補正手段の要部を構成している。
The
図7において、光ヘッド5により、読み取られた再生信号11は、PLL制御回路12と再生信号サンプリング回路13に入る。PLLの引き込みパターン(R)を読み込んでいる間に再生クロックの周波数と、位相をロックすると、再生クロックを再生信号サンプリング回路13に供給する。
In FIG. 7, the reproduction signal 11 read by the
続いて、再生信号サンプリング回路13は、学習パターン(S)が入力してくると、PLL制御回路12から供給された再生クロックにより、学習パターンデータをサンプリングして、データ再生回路14に送る。データ再生回路14では、波形等化等の処理を行い、図16で示したような、3連続セルのレベルの組み合わせによる、符号間干渉の影響力を示したものとして、学習データを学習データ記憶部15に格納する。
Subsequently, when the learning pattern (S) is input, the reproduction
続いて、ユーザ情報(T)の再生が始まると、同様に、再生信号サンプリング回路13において、PLL制御回路12から供給される再生クロックを用いて、ユーザ情報をサンプリングし、データ再生回路14に送る。データ再生回路14では、学習データ記憶部15のデータに基づき、ユーザ情報の再生を行い、その後、符号の復号、エラー訂正等の処理を行った後、再生された再生データ19を制御回路2に送る。
Subsequently, when the reproduction of the user information (T) starts, similarly, the reproduction
ユーザ情報の再生の際、決定された再生データレベルの値は、演算回路16に送られ、そこで学習データ記憶部15に格納されている基準値との差を計算する。計算された結果は、誤差信号記憶部17に送られる。誤差信号記憶部17では、図4から図6で説明した如く、場合分けして、計算された結果を積算する。例えば、20セルの計算結果を一時蓄えておき、その積算結果を保持するようにしておく。もちろん、一時蓄えておくセル数は、装置により、適切な数にする。
When reproducing the user information, the value of the determined reproduction data level is sent to the
積算されている値は、誤差信号判定回路18に送られ、そこで再生信号のオフセット量、再生信号の振幅変動量、再生クロックのずれ量をそれぞれ求める。
The accumulated value is sent to the error
即ち、誤差信号判定回路18は、再生信号のオフセットの変動を判定しそのオフセット量(補正値)を求めるため、サンプル値から基準値を引いた全ての値を一定期間積算する。その結果、積算した値が正の場合は、オフセットが正側に生じていることが分かり、その大きさは積算した値に比例したものとなる。逆に、積算した値が負の場合は、オフセットが負側に生じていることが分かり、その大きさは積算した値に比例したものとなる。
That is, the error
また、誤差信号判定回路18は、再生信号の振幅変動を判定しその振幅変動量(補正値)を求めるため、サンプル値から基準値を引いた値のうち、基準値が正の場合の値を一定期間積算したものと、基準値が負の場合の値を一定期間積算したものとを用いる。その両者の積算値から、正の場合の積算値が正で、負の場合の積算値が負の場合は、振幅変動が正の側に生じていることが分かり、その大きさは積算した値に比例したものとなる。逆に、正の場合の積算値が負で、負の場合の積算値が正の場合は、振幅変動が負の側に生じていることが分かり、その大きさは積算した値に比例したものとなる。
Further, the error
さらに、誤差信号判定回路18は、再生クロックのずれを判定しそのずれ量(補正値)を求めるため、サンプル値から基準値を引いた値のうち、再生信号の傾きが正の場合の値を一定期間積算したものと、その傾きが負の場合の値を一定期間積算したものを用いる。その両者の積算値から、再生信号の傾きが正の場合の積算値が正、その傾きが負の場合の積算値が負の場合、再生クロックのずれが正側に生じていることが分かり、そのずれ量は、積算した値に比例したものとなる。逆に、再生信号の傾きが正の場合の積算値が負、その傾きが負の場合の積算値が正の場合、再生クロックのずれが負側に生じていることが分かり、そのずれ量は、積算した値に比例したものとなる。特に、この再生クロックのずれをモニターする場合、傾きの大きさを予め決めた大きさ以上の値のみのを採用して積算するようにしてもよい。
Further, the error
誤差信号判定回路18で求めた補正値のうち、再生クロックのずれ量に関する補正値は、PLL制御回路12に送られる。これにより、再生クロックの位相ずれが補正される。補正後の値は、再生信号サンプリング回路13に送られる。こうすることで、順次、再生データに従って再生クロックの位相ずれを補正しながら、再生を進めることができる。
Of the correction values obtained by the error
また、再生信号のオフセット量と振幅変動量に関する補正値は、再生信号サンプリング回路13に送られる。これにより、サンプリングした値のオフセットと振幅が補正される。補正後の値は、データ再生回路14に送られる。こうすることで、再生信号のオフセット変動と振幅変動を補正しながら、再生を進めることができる。
Further, the correction values relating to the offset amount and amplitude variation amount of the reproduction signal are sent to the reproduction
以上説明したように、本実施形態によれば、サンプル値と基準値の差から、再生信号のオフセットの変動、振幅変動、および、再生クロックのずれを補正することで、再生確度を向上することができる。 As described above, according to the present embodiment, the reproduction accuracy is improved by correcting the offset variation, amplitude variation, and reproduction clock shift of the reproduction signal from the difference between the sample value and the reference value. Can do.
なお、代表的に例示した上記実施形態の光学的情報記録再生装置1及びその情報再生回路8は、図1及び図7に示すブロック図の構成に限定されるものではなく、本発明の各手段の機能を実現可能なものであれば、いずれのものでも適用可能である。例えば、各ブロックの機能毎に回路を独立して構成したものでも、複数の機能を1つの回路にまとめて一体的に構成したものでも、いずれのものであってもよい。また、各機能の少なくとも一部は、プログラムを用いたコンピュータ処理により実現するものであってもよい。この場合のプログラムは、本発明の権利範囲に含まれる。
The optical information recording / reproducing
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光学的情報記録再生方法及び装置の用途に適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to the use of an optical information recording / reproducing method and apparatus for recording or reproducing information pit levels using three or more values.
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
12 PLL制御回路
13 再生信号サンプリング回路
14 データ再生回路
15 学習データ記憶部
16 演算回路
17 誤差信号記憶部
18 誤差信号判定回路
20 トラック、
21 情報ピット
22 光スポット
DESCRIPTION OF
21
Claims (14)
隣接するセルのレベルの組み合わせに対する再生値を学習によって求め、その再生値を基準値として記憶し、
情報の再生に際して、再生クロックに従いサンプリングした前記再生信号のサンプル値と前記基準値との差から前記再生信号の誤差情報を検出し、その誤差情報に基づき前記再生信号及び/又は前記再生クロックの位相を補正することを特徴とする光学的情報記録再生方法。 On the track of an optical information medium that records and reproduces information using a light spot, virtually spaced cells are provided, and the width of the information pit or the area of the information pit in the track direction is changed for each cell. In an optical information recording / reproducing method for recording and / or reproducing multi-level information of a plurality of levels by making the amplitude of a reproduction signal multistage,
A reproduction value for a combination of adjacent cell levels is obtained by learning, and the reproduction value is stored as a reference value.
When reproducing information, error information of the reproduction signal is detected from the difference between the sample value of the reproduction signal sampled according to the reproduction clock and the reference value, and the phase of the reproduction signal and / or the reproduction clock is based on the error information. An optical information recording / reproducing method characterized by correcting the above.
隣接するセルのレベルの組み合わせに対する再生値を学習によって求め、その再生値を基準値として記憶する記憶手段と、
情報の再生に際して、再生クロックに従いサンプリングした前記再生信号のサンプル値と前記基準値との差から前記再生信号の誤差情報を検出し、その誤差情報に基づき前記再生信号及び/又は前記再生クロックの位相を補正する補正手段とを有することを特徴とする光学的情報記録再生装置。 On the track of an optical information medium that records and reproduces information using a light spot, virtually spaced cells are provided, and the width of the information pit or the area of the information pit in the track direction is changed for each cell. In an optical information recording / reproducing apparatus for recording and / or reproducing multi-level information of a plurality of levels by making the amplitude of a reproduction signal multistage,
A storage means for obtaining a reproduction value for a combination of adjacent cell levels by learning and storing the reproduction value as a reference value;
When reproducing information, error information of the reproduction signal is detected from the difference between the sample value of the reproduction signal sampled according to the reproduction clock and the reference value, and the phase of the reproduction signal and / or the reproduction clock is based on the error information. And an optical information recording / reproducing apparatus.
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