JP2008505426A - Method and apparatus for reproducing super-resolution information recording medium - Google Patents
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Abstract
超解像情報記録媒体のデータ再生方法及び装置が開示される。本発明によって入射された光ビームの分解能以下の大きさを有するマークで記録されたデータの再生が可能な超解像情報記録媒体に記録されたデータを再生する方法は、情報記録媒体の相異なる位置に超解像現象が起こるパワーを有する第1ビームと超解像現象が起こらないパワーを有する第2ビームとを照射する段階と、第1ビームによる第1再生信号と第2ビームによる第2再生信号を検出する段階と、第1再生信号と第2再生信号との時間差を補償して演算する段階とを含む。このような構成によれば、再生ビームのスポットの超解像領域以外の周辺領域で反射されてくる信号を排除することによって、再生信号特性を向上させる。
A data reproduction method and apparatus for a super-resolution information recording medium is disclosed. The method of reproducing data recorded on a super-resolution information recording medium capable of reproducing data recorded with a mark having a size less than the resolution of the incident light beam according to the present invention is different for the information recording medium. Irradiating a first beam having a power at which a super-resolution phenomenon occurs at a position and a second beam having a power at which the super-resolution phenomenon does not occur; a first reproduction signal by the first beam; and a second beam by a second beam. Detecting a reproduction signal, and calculating a time difference between the first reproduction signal and the second reproduction signal. According to such a configuration, the reproduction signal characteristic is improved by eliminating the signal reflected in the peripheral area other than the super-resolution area of the spot of the reproduction beam.
Description
本発明は、超解像情報記録媒体に記録されたデータを再生する方法及び装置に係り、さらに詳細には、超解像情報記録媒体で信号間干渉(ISI)を解消して再生信号特性を向上させうる超解像情報記録媒体のデータ再生方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for reproducing data recorded on a super-resolution information recording medium. More specifically, the present invention relates to a reproduction signal characteristic by eliminating inter-signal interference (ISI) in a super-resolution information recording medium. The present invention relates to a data reproduction method and apparatus for a super-resolution information recording medium that can be improved.
光記録媒体は、非接触式で情報の記録再生を行う光ピックアップ装置の情報記録媒体として用いられるものであって、産業発展に伴って保存される情報の記録密度も高まることが要求されている。このために、レーザビームの分解能以下の大きさの記録マークを超解像現象を用いて再生可能な光記録媒体が開発されている。 An optical recording medium is used as an information recording medium of an optical pickup device that records and reproduces information in a non-contact manner, and is required to increase the recording density of information stored with industrial development. . Therefore, an optical recording medium has been developed that can reproduce a recording mark having a size smaller than the resolution of the laser beam by using a super-resolution phenomenon.
一般的に、記録媒体に記録されたデータを再生するための光源の波長がλであり、対物レンズの開口数がNAである時、λ/4NAが再生分解能の限界となる。すなわち、光源から照射された光が、λ/4NAより小さな記録マークは、区分できず、データ再生が不可能であるということが一般的である。 Generally, when the wavelength of a light source for reproducing data recorded on a recording medium is λ and the numerical aperture of an objective lens is NA, λ / 4NA is the limit of the reproduction resolution. That is, generally, a recording mark whose light emitted from a light source is smaller than λ / 4NA cannot be distinguished, and data reproduction is generally impossible.
ところで、このような分解能限界を超える大きさを有する記録マークを再生できる超解像現象が起こり、このような超解像現象に対する原因分析及び研究開発が進行しつつある。超解像現象によれば、分解能限界を超える大きさを有する記録マークに対しても再生が可能なために、超解像情報記録媒体は、高密度及び高容量の要求を画期的に充足させうる。 By the way, a super-resolution phenomenon capable of reproducing a recording mark having a size exceeding the resolution limit has occurred, and cause analysis and research and development for such a super-resolution phenomenon are progressing. According to the super-resolution phenomenon, it is possible to reproduce even a recording mark having a size exceeding the resolution limit. Therefore, the super-resolution information recording medium meets the requirements of high density and high capacity. It can be made.
超解像情報記録媒体の商用化のためには、記録媒体として基本的に要求される記録特性及び再生特性を満足させねばならない。特に、超解像情報記録媒体は、一般的な情報記録媒体に比べて相対的に高いパワーの記録ビームと再生ビームとを使用するために、信号対雑音比(Carrier−to−Noise Ratio:CNR)、ジッタ特性、RF信号のような再生信号特性の確保と再生信号の安定性の具現が超解像情報記録媒体の主な課題となっている。超解像情報記録媒体を実用化させるには、まず再生信号特性を満足させねばならない。 In order to commercialize a super-resolution information recording medium, it is necessary to satisfy the recording characteristics and the reproduction characteristics that are basically required as a recording medium. In particular, since a super-resolution information recording medium uses a recording beam and a reproducing beam having relatively higher power than a general information recording medium, a signal-to-noise ratio (Carrier-to-Noise Ratio: CNR) is used. ), Ensuring of reproduction signal characteristics such as jitter characteristics and RF signals and realizing the stability of the reproduction signals are the main problems of the super-resolution information recording medium. In order to put the super-resolution information recording medium into practical use, the reproduction signal characteristics must first be satisfied.
図1を参照して、超解像情報記録媒体に照射された再生ビームのスポットで超解像現象が起こる領域を説明する。図1を参照するに、超解像情報記録媒体のトラック100に沿ってマーク110が記録され、超解像層に集束される光スポット120内で部分的な光度差によって温度分布変化または光学的特性変化が起こるために、分解能限界を超える大きさを有するマーク110に対しても再生が可能である。すなわち、光スポット120の一部領域で温度分布変化または光学的特性変化が起こり、一部領域の周辺領域140ではこのような変化が発生しないものと見られる。変化が起こる前記一部領域は、図1に示されたように、光スポット120の中心部になるか、または後半部になり、このような一部領域が超解像領域130をなす。このような光学特性変化領域の区分は、連続的でも、非連続的でもあり得る。
With reference to FIG. 1, the region where the super-resolution phenomenon occurs at the spot of the reproduction beam irradiated on the super-resolution information recording medium will be described. Referring to FIG. 1, a mark 110 is recorded along a
実際に色々な超解像材料を使用した超解像再生により分解能より小さな同じ長さのマークから実用化を検討できるほどのCNRを得たという多くの報告があった。しかし、実際の光記録は、同じ長さのマークを同じ間隔に記録するものではなく、同じ長さのマークを、間隔を異ならせて記録するか(マークポジション検出方法)、異なる長さのマークを、間隔を異ならせて記録(マークレングス検出方法)してなされる。特にCDやDVDなど実用化された場合においては、クロック周波数をTとする時、3Tから11Tまでの多様な長さのマークが複合的に使われる。現在、前述したいかなる超解像技術もこのような複合的な信号を成功的に再生した例がない。 There have been many reports that a CNR that can be considered for practical use was obtained from marks of the same length smaller than the resolution by super-resolution reproduction using various super-resolution materials. However, in actual optical recording, marks of the same length are not recorded at the same interval. Marks of the same length are recorded at different intervals (mark position detection method), or marks of different lengths are recorded. Are recorded at different intervals (mark length detection method). In particular, when a CD or DVD is put to practical use, when the clock frequency is T, marks having various lengths from 3T to 11T are used in combination. At present, there is no example in which any of the above-described super-resolution techniques has successfully reproduced such a complex signal.
その理由は、光記録媒体から反射される信号が光学特性変化の領域でのみ出るものではなく、レーザスポット全体から得られるためである。もし、光学特性変化領域を除いた領域から反射される信号が全然なければ、実際のスポットサイズが縮まるために、複合信号の再生が可能となる。しかし、前の超解像技術においては、光学特性変化領域とその周辺領域との光学的特性差を用いて、またその差が比較的小さいために、周辺領域から反射される信号がスポットサイズを縮めるのに妨害要素として作用する。その結果、一連のマーク再生時に生じる信号間干渉(インター シンポリック インターフェアレンス:ISI)問題が発生するために、複合信号を鮮明に再生できない。 The reason is that the signal reflected from the optical recording medium does not appear only in the region where the optical characteristics change, but is obtained from the entire laser spot. If there is no signal reflected from the area excluding the optical characteristic changing area, the actual spot size is reduced, so that the composite signal can be reproduced. However, in the previous super-resolution technique, the difference in optical characteristics between the optical property changing area and the surrounding area is used, and the difference is relatively small, so that the signal reflected from the surrounding area has the spot size reduced. Acts as a disturbing element to shrink. As a result, an inter-signal interference (ISI) problem that occurs during a series of mark reproduction occurs, so that the composite signal cannot be reproduced clearly.
図2Aは、情報記録媒体に記録されたマークの記録パターンを、図2Bは、このようなパターンのマークを再生したRF信号を示す図である。記録パターンは、レーザビームの波長が405nmであり、NAが0.85であり、分解能が約119nmである時、分解能より小さな75nm長さのマークと分解能より大きい300nm長さのマークとスペースとの組合わせによる記録パターンを示す。図2Bの再生信号を見れば、300nm長さのマークまたはスペースが光スポットの周辺にある時、このマークとスペースとの影響により75nm長さのマークが明確に検出されないということが分かる。このような部分がA、B、C、D、E、Fで表される。また、75nmマークとスペースの数によって再生信号のレベルが変わることが分かる。例えば、2個の75nmマークが記録された部分Dと3個の75nmマークが記録された部分Eとで検出される信号のレベルは異なる。また、75nm長さのマークとスペースとがある時、このマークの周辺の状況により信号レベルが一定しておらず、傾斜して検出される。 2A is a diagram showing a recording pattern of marks recorded on the information recording medium, and FIG. 2B is a diagram showing an RF signal obtained by reproducing the mark having such a pattern. When the laser beam wavelength is 405 nm, the NA is 0.85, and the resolution is about 119 nm, the recording pattern includes a mark having a 75 nm length smaller than the resolution, a mark having a length of 300 nm larger than the resolution, and a space. The recording pattern by combination is shown. 2B, it can be seen that when a mark or space having a length of 300 nm is in the vicinity of the light spot, the mark having a length of 75 nm is not clearly detected due to the influence of the mark and the space. Such a portion is represented by A, B, C, D, E, and F. It can also be seen that the level of the reproduction signal varies depending on the number of 75 nm marks and spaces. For example, the level of the detected signal is different between the portion D where two 75 nm marks are recorded and the portion E where three 75 nm marks are recorded. Further, when there are a mark and a space having a length of 75 nm, the signal level is not constant depending on the situation around the mark, and it is detected with an inclination.
このような問題は、光スポットの超解像領域以外に周辺領域から得られる信号によるISIによって発生する。 Such a problem occurs due to ISI caused by a signal obtained from a peripheral region other than the super-resolution region of the light spot.
本発明は、前記問題点を解決するために創出されたものであって、超解像情報記録媒体に対して再生ビームを照射する時、温度分布変化または光学特性変化が起こる超解像領域の周辺領域からの再生信号を排除して信号間干渉を防止することによって、記録されたデータを正確に再生できる方法及び装置を提供するところにその目的がある。 The present invention was created in order to solve the above-described problems, and a super-resolution region in which a temperature distribution change or an optical characteristic change occurs when a reproduction beam is irradiated onto a super-resolution information recording medium. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus capable of accurately reproducing recorded data by eliminating a reproduction signal from the peripheral area and preventing inter-signal interference.
本発明による情報記録媒体に記録されたデータの再生方法は、入射された光ビームの分解能以下の大きさを有するマークで記録されたデータの再生が可能な超解像情報記録媒体に記録されたデータを再生する方法において、前記情報記録媒体の相異なる位置に超解像現象が起こるパワーを有する第1ビームと超解像現象が起こらないパワーを有する第2ビームとを照射する段階と、前記第1ビームによる第1再生信号と第2ビームによる第2再生信号とを検出する段階と、前記第1再生信号と第2再生信号との時間差を補償して演算する段階を含む。 A method for reproducing data recorded on an information recording medium according to the present invention is recorded on a super-resolution information recording medium capable of reproducing data recorded with a mark having a size smaller than the resolution of the incident light beam. In the method for reproducing data, the step of irradiating a first beam having a power at which a super-resolution phenomenon occurs at different positions of the information recording medium and a second beam having a power at which the super-resolution phenomenon does not occur, Detecting a first reproduction signal by the first beam and a second reproduction signal by the second beam, and calculating a time difference between the first reproduction signal and the second reproduction signal.
前記演算段階は、前記第1再生信号と第2再生信号とを差動演算する段階を含むことが望ましい。前記相異なる位置は、同じトラック上の相異なる位置であることが望ましい。 Preferably, the calculating step includes a step of differentially calculating the first reproduction signal and the second reproduction signal. The different positions are preferably different positions on the same track.
前記照射段階は、1つの光源から出射されたビームを分光素子を用いて前記ビームを前記第1ビームと前記第2ビームとに分光する段階を含むことが望ましい。前記分光段階において、前記分光素子から生成された複数の回折ビームのうち、+k次回折ビームを前記第1ビームとして利用し、−k次回折ビームを前記第2ビームとして利用することもでき、前記分光素子から生成された複数の回折ビームのうち、−k次回折ビームを前記第1ビームとして利用し、+k次回折ビームを前記第2ビームとして利用することもできる。また、前記分光素子は、ブレーズ型のグレイティング素子であることが望ましい。 Preferably, the irradiating step includes a step of splitting the beam emitted from one light source into the first beam and the second beam using a spectroscopic element. Among the plurality of diffracted beams generated from the spectroscopic element in the spectroscopic step, a + k order diffracted beam may be used as the first beam, and a −k order diffracted beam may be used as the second beam. Of the plurality of diffracted beams generated from the spectroscopic element, a -k order diffracted beam can be used as the first beam, and a + k order diffracted beam can be used as the second beam. The spectroscopic element is preferably a blazed grating element.
前記照射段階は、前記第1ビームと第2ビームとを独立して備えた第1光源と第2光源とから各々照射する段階を含むことが望ましい。 Preferably, the irradiating step includes a step of irradiating from a first light source and a second light source each having the first beam and the second beam independently.
本発明の他の特徴は、入射された光ビームの分解能以下の大きさを有するマークで記録されたデータの再生が可能な超解像情報記録媒体に記録されたデータを再生する方法において、超解像パワーの第1ビームを前記情報記録媒体に照射する段階と、前記第1ビームが照射された同一位置に非超解像パワーの第2ビームを所定時間差をおいて照射する段階と、前記第1ビームによる第1再生信号と前記第2ビームによる第2再生信号に基づいて最終再生信号を検出する段階とを含む。 Another feature of the present invention is a method for reproducing data recorded on a super-resolution information recording medium capable of reproducing data recorded with a mark having a size less than the resolution of the incident light beam. Irradiating the information recording medium with a first beam of resolving power; irradiating a second beam of non-super resolving power at a predetermined time difference to the same position irradiated with the first beam; Detecting a final reproduction signal based on a first reproduction signal by the first beam and a second reproduction signal by the second beam.
前記検出段階は、前記第1再生信号と前記第2再生信号との前記所定時間差を補償する段階をさらに含むことが望ましい。 The detecting step may further include a step of compensating for the predetermined time difference between the first reproduction signal and the second reproduction signal.
前記検出段階は、前記最終再生信号のジッタまたはbERが最小となるように前記所定時間差を補償する段階をさらに含むか、前記第1ビームによりプリピットまたはユーザデータに用いられない所定の判別情報を再生した時間と前記第2ビームによりプリピットまたはユーザデータに用いられない所定の判別情報を再生した時間との差を用いて前記所定時間差を補償する段階をさらに含むか、ウォッブル信号を用いて前記所定時間差を補償する段階をさらに含むことが望ましい。 The detecting step further includes a step of compensating the predetermined time difference so that jitter or bER of the final reproduction signal is minimized, or reproducing predetermined discriminating information not used for prepits or user data by the first beam. And a step of compensating for the predetermined time difference using a difference between a predetermined time and a time for reproducing predetermined discrimination information not used for pre-pits or user data by the second beam, or using the wobble signal Preferably, the method further includes a step of compensating for.
本発明のさらに他の特徴は、入射された光ビームの分解能以下の大きさを有するマークで記録されたデータの再生が可能な超解像情報記録媒体に記録されたデータを再生する装置において、前記情報記録媒体の相異なる位置に超解像現象が起こるパワーを有する第1ビームと超解像現象が起こらないパワーを有する第2ビームとを照射するピックアップ部と、前記第1ビームによる第1再生信号と第2ビームによる第2再生信号とを検出し、前記第1再生信号と第2再生信号との時間差を補償して演算する信号処理部と、前記信号処理部から入力された信号を用いて前記ピックアップ部を制御する制御部と、を備える。 Still another feature of the present invention is an apparatus for reproducing data recorded on a super-resolution information recording medium capable of reproducing data recorded with a mark having a size less than the resolution of the incident light beam. A pickup unit that irradiates a first beam having a power at which a super-resolution phenomenon occurs at different positions of the information recording medium and a second beam having a power at which a super-resolution phenomenon does not occur, and a first beam by the first beam. A signal processing unit that detects a reproduction signal and a second reproduction signal by the second beam and compensates and calculates a time difference between the first reproduction signal and the second reproduction signal; and a signal input from the signal processing unit And a control unit that controls the pickup unit.
本発明のさらに他の特徴は、入射された光ビームの分解能以下の大きさを有するマークで記録されたデータの再生が可能な超解像情報記録媒体に記録されたデータを再生する装置において、超解像パワーの第1ビームを前記情報記録媒体に照射し、前記第1ビームが照射された同一位置に非超解像パワーの第2ビームを所定時間差をおいて照射するピックアップ部と、前記第1ビームによる第1再生信号と前記第2ビームによる第2再生信号に基づいて最終再生信号を検出する信号処理部と、前記信号処理部からの出力信号を用いて前記ピックアップ部を制御する制御部とを備える。 Still another feature of the present invention is an apparatus for reproducing data recorded on a super-resolution information recording medium capable of reproducing data recorded with a mark having a size less than the resolution of the incident light beam. A pickup unit that irradiates the information recording medium with a first beam of super-resolution power, and irradiates a second beam of non-super-resolution power at a predetermined time difference to the same position irradiated with the first beam; A signal processing unit for detecting a final reproduction signal based on a first reproduction signal by the first beam and a second reproduction signal by the second beam, and a control for controlling the pickup unit using an output signal from the signal processing unit A part.
本発明による超解像情報記録媒体のデータ再生方法は、分解能以下の大きさを有するマークで記録されたデータを再生する時、相対的に高いパワーの再生ビームの照射により光学的特性変化または温度分布変化が起こる超解像領域以外の周辺領域で反射されてくる信号を排除することによって、再生信号特性を向上させうる。また、本発明によってTime Delayを制御する方法を利用すれば、スポット間の距離を正確に制御することによって、再生信号の正確性をさらに向上させうる。このような方法は、ランダムパターンで記録されたデータを再生した信号の特性を改善することによって、超解像情報記録媒体の実用化に寄与する。 The data reproduction method of the super-resolution information recording medium according to the present invention is a method for reproducing optical data recorded with a mark having a size less than the resolution. By eliminating the signal reflected in the peripheral region other than the super-resolution region where the distribution change occurs, the reproduction signal characteristic can be improved. If the method for controlling Time Delay according to the present invention is used, the accuracy of the reproduction signal can be further improved by accurately controlling the distance between spots. Such a method contributes to the practical use of a super-resolution information recording medium by improving the characteristics of a signal obtained by reproducing data recorded with a random pattern.
また、本発明による超解像情報記録媒体のデータ再生装置は、既存の再生装置を大きく変更せずとも、簡単な信号処理により超解像情報記録媒体の再生信号特性を改善しうる。 Further, the data reproducing apparatus for the super-resolution information recording medium according to the present invention can improve the reproduction signal characteristics of the super-resolution information recording medium by simple signal processing without greatly changing the existing reproducing apparatus.
本発明によるデータ再生方法及び装置を用いて超解像情報記録媒体のデータ再生性能を向上させることによって、高品質、高密度、高容量の情報記録媒体を実用化しうる。 By improving the data reproduction performance of the super-resolution information recording medium using the data reproduction method and apparatus according to the present invention, a high-quality, high-density, high-capacity information recording medium can be put into practical use.
また、本発明の再生方法が適用される超解像情報記録媒体は、前記例で基板上に5層または7層の多層膜構造と、超解像層を特定材質に限定して示したが、これは例示的なものに過ぎず、超解像現象が起こる情報記録媒体に多様に適用できる。 Further, the super-resolution information recording medium to which the reproducing method of the present invention is applied is shown in the above example in which the multi-layer structure of five or seven layers on the substrate and the super-resolution layer is limited to a specific material. This is merely an example, and can be variously applied to an information recording medium in which a super-resolution phenomenon occurs.
以下、本発明の望ましい実施形態による超解像情報記録媒体に記録されたデータを再生する方法及び装置について添付された図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a method and apparatus for reproducing data recorded on a super-resolution information recording medium according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本発明によるデータ再生方法は、分解能限界を超える大きさを有する記録マークで記録された情報を再生しうる超解像情報記録媒体に適用される。 The data reproducing method according to the present invention is applied to a super-resolution information recording medium capable of reproducing information recorded with a recording mark having a size exceeding the resolution limit.
本発明による再生方法の説明に先立ち、本発明による再生方法が適用される超解像情報記録媒体の一例を説明した後、本発明を詳細に説明する。 Prior to the description of the reproducing method according to the present invention, an example of a super-resolution information recording medium to which the reproducing method according to the present invention is applied will be described, and then the present invention will be described in detail.
図3を参照するに、超解像情報記録媒体は基板310と、この基板310上に順次に形成された第1誘電体層320、記録層330、第2誘電体層340、超解像再生層350、第3誘電体層360及びカバー層370を含む。ここで、情報の記録/再生に用いられるビームは対物レンズ(OL)で集束された状態でカバー層370を透過して入射される。
Referring to FIG. 3, the super-resolution information recording medium includes a
基板310は、ポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレート(PMMA)、非晶質ポリオレフィン(APO)及びガラス材のうち、選択されたいずれか1つの材質から構成され、その一面、すなわち、第1誘電体層320との対向面には、入射ビームを反射させる反射膜がコーティング形成されたことが望ましい。
The
第1ないし第3誘電体層320、340、360は、光学的及び/または熱的特性を制御するための層である。カバー層370は、記録層330と超解像再生層350を含んで基板310上に形成された層を覆うように形成された層である。ここで、第1ないし第3誘電体層320、340、360とカバー層370は、必須的な構成要素ではなく、この層のない場合にも、情報を再生できるということは言うまでもない。
The first to third
第1ないし第3誘電体層320、340、360は、酸化物、窒化物、炭化物、硫化物、フッ化物のうち、少なくともいずれか1つの物質で構成されることが望ましい。すなわち、第1ないし第3誘電体層320、340、360は、酸化ケイ素(SiOx)、酸化マグネシウム(MgOx)、酸化アルミニウム(AlOx)、酸化チタン(TiOx)、酸化バナジウム(VOx)、酸化クロム(CrOx)、酸化ニッケル(NiOx)、酸化ジルコニウム(ZrOx)、酸化ゲルマニウム(GeOx)、酸化亜鉛(ZnOx)、窒化ケイ素(SiNx)、窒化アルミニウム(AlNx)、窒化チタン(TiNx)、窒化ジルコニウム(ZrNx)、窒化ゲルマニウム(GeNx)、炭化ケイ素(SiC)、硫化亜鉛(ZnS)、硫化亜鉛−二酸化硅素化合物(ZnS−SiO2)、フッ化マグネシウム(MgF2)のうちから、選択された少なくともいずれか1つの材質で構成されることが望ましい。
The first to third
記録層330は、所定記録パワーで入射されたビームによって記録される記録マークの断面形状を長方形または長方形に近い形状にする構造を有する。ここで、記録マークは、再生に使われる光ピックアップの分解能以下の大きさのマークを含む。
The
ここで、超解像現象を用いて反復的にデータを再生するために、記録層330での化学反応温度Twは、超解像再生層350で超解像現象が起こる温度Trより高い。
Here, in order to reproduce data repeatedly using the super-resolution phenomenon, the chemical reaction temperature Tw in the
したがって、前記記録マークを形成するために、記録層330は、互いに物理的性質が異なり、所定温度で互いに化学反応する少なくとも2種以上の物質(例えば、図3に示されたA、Bの2種の物質)が混合形成された一層構造の層である。
Therefore, in order to form the recording mark, the
物質AとBとが混合された形態の記録層330を例として説明すれば、記録される前、すなわち、物質AとBとの間に化学反応が起こる以前には、記録層330は物質Aと物質Bとが混合された膜の形態を有する。このような記録層330に対して所定パワーの記録用ビームが照射されれば、前記記録パワーのビームにより光スポットが集束された部位で、物質Aと物質Bは、相互化学反応をしつつ、物質AとBとが混合された形態とは異なる物性の化合物A+Bとなる。このように、変形された化合物A+Bが記録マークを形成し、この記録マークは、他の領域と比較すれば、異なる反射率を有する。
For example, the
ここで、前記物質Aの例としては、タングステン(W)を挙げられ、前記物質Bの例としては、ケイ素(Si)を挙げられる。これは後述する超解像再生層としてGe−Sb−Te材質が採用された場合、再生時に超解像現象が起こる温度が約350℃であり、この再生温度以上で記録されねばならない点を考慮して決まったものである。すなわち、W−Si合金は、反応温度が約600℃であるために、再生パワーによる影響を受けない。 Here, an example of the substance A is tungsten (W), and an example of the substance B is silicon (Si). This is because when a Ge-Sb-Te material is used as a super-resolution reproduction layer, which will be described later, the temperature at which the super-resolution phenomenon occurs at the time of reproduction is about 350 ° C., and it must be recorded above this reproduction temperature. It was decided. That is, since the reaction temperature is about 600 ° C., the W—Si alloy is not affected by the reproduction power.
このようにW、Si物質を選択した場合、両物質間の原子量、密度差を考慮して両物質間の原子数比がW:Si≒1:2になるように混合して記録層330を形成することが望ましい。この場合、化学反応が起これば、記録パワーのビームに集束された記録層330の所定領域は、WSi2化合物となる。ここで、WとSiとの間の原子数比は例示的なものに過ぎず、これに限定されるものではない。
When the W and Si materials are selected in this way, the
また、前記記録層材料としてWと、Siの両物質を例として説明したが、これは例示的なものに過ぎず、レーザビームによる記録可能な温度範囲内で前記再生温度より大きい温度で化学反応する物質範囲内で任意に2つ以上の物質を選択しうる。例えば、バナジウム(V)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ゲルマニウム(Ge)、セレン(Se)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、銀(Ag)、錫(Sn)、アンチモン(Sb)、テルル(Te)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)及びランタン系元素のうち、選択された少なくとも2種以上の物質を含みうる。 Further, although both W and Si substances have been described as examples of the recording layer material, this is merely an example, and a chemical reaction occurs at a temperature higher than the reproduction temperature within a temperature range that can be recorded by a laser beam. Two or more substances may be arbitrarily selected within the range of substances to be processed. For example, vanadium (V), chromium (Cr), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), germanium (Ge), selenium (Se), niobium (Nb), molybdenum (Mo), silver (Ag) ), Tin (Sn), antimony (Sb), tellurium (Te), titanium (Ti), zirconium (Zr), and a lanthanum element may be included.
超解像再生層350は、入射されたビームスポットの一部領域の温度分布または光学的特性が変化する性質を有する相変化材料からなる層である。すなわち、超解像再生層350は、硫黄(S)、セレン(Se)、テルル(Te)のうち、少なくともいずれか1つの物質を含む材料であるカルコゲニド(Chalcogenide)相変化材料で構成されることが望ましい。例えば、超解像再生層350は、セレン−硫黄(Se−S)、セレン−テルル(Se−Te)、硫黄−テルル(S−Te)、燐−硫黄(P−S)、燐−テルル(P−Te)、燐−セレン(P−Se)、砒素−硫黄(As−S)、砒素−セレン(As−Se)、砒素−テルル(As−Te)、アンチモン−硫黄(Sb−S)、アンチモン−セレン(Sb−Se)、アンチモン−テルル(Sb−Te)、ケイ素−硫黄(Si−S)、ケイ素−セレン(Si−Se)、ケイ素−テルル(Si−Te)、ゲルマニウム−硫黄(Ge−S)、ゲルマニウム−セレン(Ge−Se)、ゲルマニウム−テルル(Ge−Te)、錫−硫黄(Sn−S)、錫−セレン(Sn−Se)、錫−テルル(Sn−Te)、銀−硫黄(Ag−S)、銀−セレン(Ag−Se)、銀−テルル(Ag−Te)、アルミニウム−硫黄(Al−S)、アルミニウム−セレン(Al−Se)、アルミニウム−テルル(Al−Te)、ガリウム−硫黄(Ga−S)、ガリウム−セレン(Ga−Se)、ガリウム−テルル(Ga−Te)、インジウム−硫黄(In−S)、インジウム−セレン(In−Se)、インジウム−テルル(In−Te)系の化合物またはこれらに少なくともいずれか1つの元素を含む化合物を含む。望ましくは、超解像再生層350は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル(Ge−Sb−Te)または銀−インジウム−アンチモン−テルル(Ag−In−Sb−Te)系の相変化材料で構成される。
The
したがって、超解像再生層350は、一定温度で一結晶状から他の結晶状に変化してビームスポットの一部領域で温度分布変化または光学的特性変化が起こる超解像領域が生じ、分解能以下サイズを有する記録マークについて情報の再生を可能にする。
Accordingly, the
前記の通りに再生ビームにより温度分布変化または光学的特性変化が起こる超解像領域は、再生ビームのスポットの一部領域となり、この一部領域は、スポットの中心部または後半部に生じうる。 As described above, the super-resolution region in which the temperature distribution change or the optical characteristic change is caused by the reproduction beam becomes a partial region of the spot of the reproduction beam, and this partial region can occur in the center or the latter half of the spot.
前記情報記録媒体は、超解像現象を説明するための一例に過ぎず、本発明による再生方法は、超解像現象が起こるいかなる情報記録媒体にも適用可能である。 The information recording medium is only an example for explaining the super-resolution phenomenon, and the reproducing method according to the present invention can be applied to any information recording medium in which the super-resolution phenomenon occurs.
次いで、本発明の望ましい実施形態による情報記録媒体のデータ再生方法について説明する。 Next, a method for reproducing data from an information recording medium according to a preferred embodiment of the present invention will be described.
本発明による情報記録媒体のデータ再生方法は、図4に示されたように相対的に高いパワーの第1ビームB1と相対的に低いパワーの第2ビームB2を情報記録媒体に照射する。情報記録媒体のトラックに沿ってマークが記録されており、第1ビームB1と第2ビームB2とが同一トラックの相異なる位置に隣接して照射される。 In the data reproducing method of the information recording medium according to the present invention, as shown in FIG. 4, the information recording medium is irradiated with the relatively high power first beam B1 and the relatively low power second beam B2. A mark is recorded along a track of the information recording medium, and the first beam B1 and the second beam B2 are irradiated adjacent to different positions on the same track.
第1ビームB1と第2ビームB2は、1つの光源から照射されたビームを分光素子を用いて分光して生成されるか、相異なるパワーのビームを照射する2つの光源を用いて生成されうる。分光素子としては、グレイティング素子またはホログラムのような回折素子などを利用しうる。 The first beam B1 and the second beam B2 may be generated by splitting a beam irradiated from one light source using a spectroscopic element, or may be generated using two light sources that irradiate beams having different powers. . As the spectroscopic element, a grating element or a diffraction element such as a hologram can be used.
前記第1ビームB1は、超解像現象が起こる再生パワー(超解像パワー)を有して、第2ビームB2は、超解像現象が起こらない再生パワー(非超解像パワー)を有し、第1ビームB1と第2ビームB2は、同時に照射される。
第1ビームB1が照射された領域は、図5Aに示されたように、全体光スポットの一部領域に温度分布変化または光学的特性変化が起こり、超解像現象が発生する超解像領域をなし、前記一部の超解像領域の周辺領域では、超解像現象が発生しない。前記第2ビームB2が照射された領域は、図5Bに示されたように、全体光スポットで超解像現象が発生しない。
The first beam B1 has a reproduction power (super-resolution power) that causes a super-resolution phenomenon, and the second beam B2 has a reproduction power (non-super-resolution power) that does not cause a super-resolution phenomenon. The first beam B1 and the second beam B2 are irradiated simultaneously.
As shown in FIG. 5A, the region irradiated with the first beam B1 is a super-resolution region in which a temperature distribution change or an optical characteristic change occurs in a partial region of the entire light spot and a super-resolution phenomenon occurs. The super-resolution phenomenon does not occur in the peripheral region of the partial super-resolution region. In the region irradiated with the second beam B2, the super-resolution phenomenon does not occur in the entire light spot as shown in FIG. 5B.
前記第1ビームB1の波長をλ、開口数をNA1とする時、前記第1ビームB1の分解能はλ/(4*NA1)となる。1つの光源を利用する時、前記第2ビームB2の波長は、前記第1ビームB1の波長と同様にλとなり、前記第2ビームB2の開口数をNA2とする時、前記第2ビームB2の分解能はλ/(4*NA2)となる。ビームの開口数は、ビームの半径を対物レンズの焦点距離で割った値に定義される。本発明は、全体光スポット領域で反射された信号から周辺領域で反射された信号を差し引くと、光スポットの超解像領域で反射される信号のみを抽出できるという点に基づく。 When the wavelength of the first beam B1 is λ and the numerical aperture is NA1, the resolution of the first beam B1 is λ / (4 * NA1). When one light source is used, the wavelength of the second beam B2 is λ like the wavelength of the first beam B1, and when the numerical aperture of the second beam B2 is NA2, the second beam B2 The resolution is λ / (4 * NA2). The numerical aperture of the beam is defined as a value obtained by dividing the radius of the beam by the focal length of the objective lens. The present invention is based on the fact that by subtracting the signal reflected in the peripheral area from the signal reflected in the entire light spot area, only the signal reflected in the super-resolution area of the light spot can be extracted.
図6Aは、本発明によるデータ再生方法によって図2Aに示されたパターンで記録されたマークに超解像パワーのビームを照射して得た再生信号を表し、図6Bは、本発明によるデータ再生方法によって図2Bに示されたパターンで記録されたマークに非超解像パワーのビームを照射して得た再生信号を表し、図6Cは、図6Aと図6Bとの差動信号を示す。 FIG. 6A shows a reproduction signal obtained by irradiating a mark recorded with the pattern shown in FIG. 2A by a data reproduction method according to the present invention with a super-resolution power beam, and FIG. 6B shows a data reproduction according to the present invention. FIG. 6C shows a differential signal between FIG. 6A and FIG. 6B. FIG. 6C shows a reproduction signal obtained by irradiating the mark recorded with the pattern shown in FIG.
すなわち、図6Aは、図2Aに示されたマークパターンで記録されたマークを再生したものであって、超解像現象が生じた第1再生信号であり、図6Bは、超解像現象が起こらない第2再生信号である。前記第1ビームB1による第1再生信号には、光スポットの超解像領域の信号と周辺領域の信号とが混合されており、第2ビームB2による第2再生信号は、前記周辺領域の信号と同じ信号である。 That is, FIG. 6A is a reproduction of the mark recorded with the mark pattern shown in FIG. 2A, and is a first reproduction signal in which a super-resolution phenomenon has occurred, and FIG. 6B shows a super-resolution phenomenon. The second reproduction signal does not occur. The first reproduction signal by the first beam B1 is a mixture of the signal of the super-resolution area of the light spot and the signal of the peripheral area, and the second reproduction signal by the second beam B2 is the signal of the peripheral area. Is the same signal.
このような第1再生信号と第2再生信号との時間差を補償処理した後、差動信号演算処理すれば、図6Cに示されたような第1再生信号と第2再生信号との差動信号値が得られる。つまり、前記差信号には、光スポットの周辺領域で反射された信号が排除され、解像領域の信号のみ残るので、周辺領域によるISI問題が解消される。図6Cを参照するに、A、B、C、D、E、F部分で分解能より小さな75nmマークとスペースとが正確に再生され、マークとスペースとの数に関係なく、信号レベルが一定に検出される。また、300nmマークとスペースとが75nmマークとスペースに隣接している場合にも、一定の信号レベルを有することが分かる。また、光スポットの全体サイズより小さな300nmのマークに対するハイレバルとローレベルとでフラット領域が現れたことから、再生に使われる有効ビームサイズが実際のスポットサイズより小さくなった効果が得られることを確認しうる。 If the time difference between the first reproduction signal and the second reproduction signal is compensated and then subjected to differential signal calculation processing, the differential between the first reproduction signal and the second reproduction signal as shown in FIG. 6C is performed. A signal value is obtained. That is, since the signal reflected in the peripheral area of the light spot is excluded from the difference signal and only the signal in the resolution area remains, the ISI problem due to the peripheral area is solved. Referring to FIG. 6C, 75 nm marks and spaces smaller than the resolution are accurately reproduced in the A, B, C, D, E, and F portions, and the signal level is detected regardless of the number of marks and spaces. Is done. It can also be seen that the signal level is constant even when the 300 nm mark and space are adjacent to the 75 nm mark and space. In addition, since the flat area appeared at the high level and low level for the 300 nm mark smaller than the overall size of the light spot, it was confirmed that the effect that the effective beam size used for reproduction was smaller than the actual spot size was obtained. Yes.
一方、前記例では、単純に第1再生信号と第2再生信号との差信号を用いたが、その他にも多様な演算処理が可能であることは言うまでもない。 On the other hand, in the above example, the difference signal between the first reproduction signal and the second reproduction signal is simply used, but it goes without saying that various other arithmetic processes are possible.
次いで、ランダム記録パターンで記録されたデータを本発明の再生方法によって再生した結果を図7A、図7B及び図7Cに図示した。 Next, the results of reproducing the data recorded in the random recording pattern by the reproducing method of the present invention are shown in FIGS. 7A, 7B and 7C.
図7Aは、超解像パワーを有する第1ビームで再生した第1再生信号を示し、図7Bは、超解像パワーより小さな非超解像パワーを有する第2ビームで再生した第2再生信号を示すものであって、図7Cは、第1再生信号と第2再生信号との差動信号を示すものである。図7Aや図7B、いずれも再生信号のレベルが一定していないために、一定したレベルでスライスを行っても、記録マークを正しく再生できないということが分かる。しかし、図7Cに示された第1再生信号と第2再生信号との差動信号は、再生信号のレベルが一定しており、よって、一定のレベルでスライスを行えば、記録マークを正しく再生可能となる。 7A shows a first reproduction signal reproduced with a first beam having super-resolution power, and FIG. 7B shows a second reproduction signal reproduced with a second beam having a non-super-resolution power smaller than the super-resolution power. FIG. 7C shows a differential signal between the first reproduction signal and the second reproduction signal. 7A and 7B, since the level of the reproduction signal is not constant, it can be understood that the recording mark cannot be reproduced correctly even if slicing is performed at a constant level. However, the differential signal between the first reproduction signal and the second reproduction signal shown in FIG. 7C has a constant level of the reproduction signal. Therefore, if the slice is performed at a certain level, the recording mark is reproduced correctly. It becomes possible.
図8は、図7Cの差動信号から得たアイパターンを示すものであって、再生信号のジッタ特性が非常に良好であるということが分かる。すなわち、超解像情報記録媒体でランダムパターンで記録されたデータについても、本発明によるデータ再生方法が有効に適用可能であるということを確認することができる。 FIG. 8 shows an eye pattern obtained from the differential signal of FIG. 7C, and it can be seen that the jitter characteristics of the reproduced signal are very good. That is, it can be confirmed that the data reproduction method according to the present invention can be effectively applied to data recorded in a random pattern on the super-resolution information recording medium.
このように本発明によるデータ再生方法は、超解像パワーのビームと非超解像パワーのビームとを時間差をおいて照射し、超解像パワーのビームによる第1再生信号と非超解像パワーのビームによる第2再生信号との時間差を補償処理した後、最適の方法で演算処理する。これにより、再生ビームのスポットで超解像領域の周辺領域による信号間干渉問題を解決して再生信号特性を簡単に向上させうる。 As described above, the data reproduction method according to the present invention irradiates the beam of super-resolution power and the beam of non-super-resolution power with a time difference, and the first reproduction signal and non-super-resolution by the beam of super-resolution power. After the time difference from the second reproduction signal due to the power beam is compensated, the calculation process is performed by an optimum method. Thereby, the reproduction signal characteristic can be easily improved by solving the inter-signal interference problem caused by the peripheral area of the super-resolution area at the spot of the reproduction beam.
図9Aは、本発明によるデータ再生方法を具現しうる再生装置を示す図である。 FIG. 9A is a diagram illustrating a playback apparatus that can implement the data playback method according to the present invention.
本発明によるデータ再生装置900は、光ピックアップ910、記録/再生信号処理部920及び制御部930を含んで構成される。具体的に、光ピックアップ910は、ビームを照射する光源911、光源911から照射されたビームを分光させる分光素子912、分光素子912を通過したビームを平行にするコリメーティングレンズ913、入射ビームの進行経路を変換するビームスプリッタ914、ビームスプリッタ914を通過したビームを情報記録媒体300に集束させる対物レンズ915を備える。
A
光源911から出射されたビームは、分光素子912を通じて第1ビームと第2ビームとに分光される。第1ビームと第2ビームのパワーは、分光素子912の回折パターンを変化させて調節しうる。分光素子912としては、グレイティング素子またはホログラムのような回折素子などを用いられる。
The beam emitted from the
そして、情報記録媒体300で反射された第1ビームと第2ビームとがビームスプリッタ914により反射されて光検出器915に受光される。光検出器915に受光された第1ビームと第2ビームは、電気的信号に変換されて信号処理部920を通じて再生信号に出力される。
Then, the first beam and the second beam reflected by the
信号処理部920では、光検出器915を通じて光電変換された第1ビーム信号を増幅器921により増幅させ、第2ビーム信号は補償部922を通じて時間遅延を補償する。そして、前記第1ビーム再生信号と第2ビーム再生信号は、演算部923を通じて演算処理され、チャンネル1 Ch1を通じてRF信号として出力され、チャンネル2 Ch2を通じてプッシュプル信号として出力される。
In the
制御部930では、分解能以下の大きさを有する記録マークを再生するために情報記録媒体の材質特性によって要求される超解像パワーのビームと非超解像パワーのビームとが照射されるように光ピックアップ910を制御する。そして、制御部930は、前記RF信号とプッシュプル信号を用いてフォーカシングサーボとトラッキングサーボを具現する。
The
分光素子912についてさらに詳細に説明する。前述した超解像パワーを有する第1ビームと非超解像パワーを有する第2ビームは、パワー条件以外にも収差量(aberration amount)条件をさらに満足させねばならない。すなわち、前記第1ビームの収差量と前記第2ビームの収差量は、実質的に同じであることが要求される。前記第1ビームの収差量と前記第2ビームの収差量とが異なるという意味は、前記第1ビームにより超解像情報記録媒体に集束されるスポットの形状と前記第2ビームにより集束されるスポットの形状とに差があるということを意味する。前記第1ビームによるスポットの形状と前記第2ビームによるスポットの形状とに差があるならば、結果的に本発明の目的を達成し難くなる。
The
前記第1ビームと前記第2ビームとのパワー条件及び収差量条件を満足させるために本発明の一実施形態によれば、分光素子912としてブレーズ型(blaze type)のグレイティング素子を用いる。
In order to satisfy the power condition and aberration amount condition of the first beam and the second beam, according to an embodiment of the present invention, a blaze type grating element is used as the
図9Bは、本発明の一実施形態によるブレーズ型グレイティング素子912を示す図である。図9Bに示されたブレーズ型グレイティング素子912に光源911から出射されたビーム951が入射されれば、0次回折ビーム952、+1次回折ビーム953、−1次回折ビーム954及び±2次回折ビーム(図示せず)ないし±N次回折ビーム(図示せず)の複数の回折ビームが出射される。この際、Nは理論的には、無限大の整数である。
FIG. 9B is a diagram illustrating a blazed
+1次回折ビーム953の収差量と−1次回折ビーム954の収差量は、ほぼ同じである。また、当業者ならば、+1次回折ビーム953は、高いパワーを有し、−1次回折ビーム954は、相対的に低いパワーを有するか、または+1次回折ビーム953は低いパワーを有し、−1次回折ビーム954は、相対的に高いパワーを有するように本発明の一実施形態によるブレーズ型グレイティング素子912を容易に具現しうる。一方、0次回折ビーム952のパワーは、非常に弱いので無視しても良い。
The aberration amount of the + 1st order diffracted
図9Aに示されたデータ再生装置は、第1ビーム、第2ビームを生成するために分光素子を備えたが、その他にも図10に示されたように超解像パワーのビームを照射する第1光源941aと非超解像パワーのビームを照射する第2光源942aとを独立的に備えて、第1ビームと第2ビームとを生成することが可能である。ここでは、第1光源941aと第2光源941bとをパッケージ化した光モジュールで構成した例を示した。しかし、光モジュールで構成せず、第1光源と第2光源とを独立的に構成し、第1光源と第2光源とを異なる位置に配置することも可能である。このように第1光源と第2光源とを独立的に備える場合には、第1ビームと第2ビームとを作るための分光素子を備える必要がない。
The data reproducing apparatus shown in FIG. 9A includes a spectroscopic element for generating the first beam and the second beam. In addition, the data reproducing apparatus emits a super-resolution power beam as shown in FIG. The
図10に示された装置で、図9と同じ参照番号を使用する部材は、前記と同じ機能及び作用を行う部材であって、ここではその詳細な説明を省略する。 In the apparatus shown in FIG. 10, members using the same reference numerals as those in FIG. 9 are members that perform the same functions and operations as those described above, and detailed descriptions thereof are omitted here.
一方、光検出器942は、第1光源から出射された第1ビームが情報記録媒体300で反射されてオンビームを受光するための第1光検出部942aと第2光源から出射された第2ビームが情報記録媒体300で反射されたビームを受光するための第2光検出部942bを備える。第1ビームによる第1再生信号と第2ビームによる第2再生信号との時間遅延を補償処理した後、演算処理してISIが解消された信号特性に優れたRF信号が得られる。
On the other hand, the
このように第1光源と第2光源とを独立的に構成する場合には、第1光源と第2光源のうち、いずれか1つをデータの記録のための光源として使用できる利点がある。さらに、相異なるフォーマットの情報記録媒体に対して光ピックアップを互換的に使用できるように第1光源と第2光源とを構成できるので、その適用範囲が拡大されうる。 Thus, when the 1st light source and the 2nd light source are constituted independently, there is an advantage that any one of the 1st light source and the 2nd light source can be used as a light source for data recording. Furthermore, since the first light source and the second light source can be configured so that the optical pickup can be used interchangeably with information recording media of different formats, the applicable range can be expanded.
以上、超解像パワーを有する第1ビームと非超解像パワーを有する第2ビームの二つのビームを超解像情報記録媒体に照射する場合を例として本発明の実施形態を説明した。しかし、本発明の他の実施形態によれば、分光素子または複数の光源を用いて非超解像パワーを有するビームを複数個生成して、本発明によるデータ再生を行える。すなわち、非超解像パワーを有する複数のビームを超解像情報記録媒体に照射した後、非超解像パワーを有するそれぞれのビームから得た再生信号をいずれも用いて下記式(1)によって最終的な再生信号を得る。 As described above, the embodiment of the present invention has been described by taking as an example the case where the super-resolution information recording medium is irradiated with the first beam having the super-resolution power and the second beam having the non-super-resolution power. However, according to another embodiment of the present invention, data reproduction according to the present invention can be performed by generating a plurality of beams having non-super-resolution power using a spectroscopic element or a plurality of light sources. That is, after irradiating a super-resolution information recording medium with a plurality of beams having non-super-resolution power, the reproduction signal obtained from each beam having non-super-resolution power is used by the following equation (1). A final reproduction signal is obtained.
図11は、本発明によって図9または図10に示された再生装置900により行われる再生方法の過程を示すフローチャートである。図11を参照するに、まず、光ピックアップ910は、超解像パワーの第1ビームを情報記録媒体300に照射する(1100)。
FIG. 11 is a flowchart showing a process of a reproduction method performed by the
次いで、光ピックアップ910は、第1ビームが照射された情報記録媒体300の同じ位置に非超解像パワーの第2ビームを所定時間差をおいて照射する(1110)。ここで、「所定時間差をおいて照射する」という意味は、実際に光ピックアップ910が時間差をおいて意図的に照射するというものではなく、図4に示されたように同じトラックに沿って第1ビームが先に過ぎてから第2ビームが過ぎることによって発生する時間差を意味する。
Next, the
信号処理部920は、このように第1ビームが情報記録媒体に照射されて反射された第1ビームにより第1再生信号と、第2ビームが情報記録媒体に照射されて反射された第2ビームによる第2再生信号との時間差を補償し、第1再生信号から第2再生信号を差し引くなどの演算処理を行って最終再生信号を出力する(1120)。
The
高いパワーで超解像再生を可能にする一方、第1再生信号から第2再生信号を差し引く演算処理を行う場合、両信号間の時間差(タイム ディレー)を正確に反映しなければ、演算後の信号特性が悪くなる。すなわち、高いパワーで超解像再生を可能にするスポット1から第1再生信号を得て、低いパワーで超解像再生でない一般再生を行うスポット2から第2再生信号を得た後、図9または図10に示されたような増幅器922により第2再生信号に適切なゲインを与えて減算演算を行う。この際、遅延部921により両スポットの空間的差から発生する信号の時間的差を調節するが、このような時間的差が正確に反映されなければ、再生信号の品質が低下する。もちろん、最初に両スポット間の空間的距離と線速度を知っていれば、時間的差を導出することができるが、ディスク再生においては多様な外乱が発生しうる。例えば、スピンドルモータの回転速度の微差やラジアルまたはタンジェンシャルチルトが発生すれば、実際ディスク内でのスポット間の距離に変動が生じ、これを適切に制御しなければ、再生信号の品質が低下する。
While super-resolution playback is possible with high power, when performing the calculation process of subtracting the second playback signal from the first playback signal, if the time difference between the two signals (time delay) is not accurately reflected, Signal characteristics deteriorate. That is, after obtaining the first reproduction signal from the
図12は、ディレータイムによる減算後、信号のジッタをシミュレーションして得た結果を示す図である。図12に示されたシミュレーション条件で、スポットの線速度は、5m/sとし、ジッタ10%を基準とする時、±0.04Tのマージンが得られ、これは±0.03nsecに該当し、ディレータイムのマージンが非常に狭いということが分かる。したがって、ディレータイムを正確に制御しうる手段が必要であるということを確認できる。 FIG. 12 is a diagram illustrating a result obtained by simulating signal jitter after subtraction by the delay time. Under the simulation conditions shown in FIG. 12, when the spot linear velocity is 5 m / s and the jitter is 10% as a reference, a margin of ± 0.04T is obtained, which corresponds to ± 0.03 nsec, It can be seen that the delay time margin is very narrow. Therefore, it can be confirmed that a means for accurately controlling the delay time is necessary.
第1再生信号と第2再生信号との時間差を正確に制御するためにいくつかの方法を考慮しうる。第1の方法は、ジッタまたはbERを利用することであり、第2の方法は、プレピット(Pre−Pit)または所定の判別情報を用いることであり、第3の方法は、ウォッブル信号を用いることである。ウォッブル信号を利用する方法は、ウォッブル信号の不連続的なポイントを利用しうる。 Several methods can be considered to accurately control the time difference between the first reproduction signal and the second reproduction signal. The first method is to use jitter or bER, the second method is to use pre-pits or predetermined discrimination information, and the third method is to use a wobble signal. It is. A method using a wobble signal may use discontinuous points of the wobble signal.
まず、時間差を正確に制御するためにジッタまたはbERを用いる方法を説明する。ジッタまたはbERを用いる方法は、第1再生信号と第2再生信号とに基づいて得られた最終再生信号のジッタまたはbERをモニタリングし、このようなジッタまたはbERが最小値になるように時間差を補償する方法である。 First, a method using jitter or bER for accurately controlling the time difference will be described. In the method using jitter or bER, the jitter or bER of the final reproduction signal obtained based on the first reproduction signal and the second reproduction signal is monitored, and the time difference is set so that the jitter or bER becomes a minimum value. This is a compensation method.
図13は、図9または図10に示された再生装置でジッタを用いた補償を行う信号処理部の一例を示す図である。図13を参照するに、情報記録媒体300から第1ビームにより反射された光は、スポット1 942aにより検出され、第2ビームにより反射された光は、スポット2 942bにより検出される。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a signal processing unit that performs compensation using jitter in the reproduction apparatus illustrated in FIG. 9 or 10. Referring to FIG. 13, the light reflected from the
信号処理部1420の遅延部1421は、スポット1 942aから出力された光を受信し、スポット1とスポット2との時間差を補償するために1次時間差ほど遅延させ、これを演算部1423に提供する。増幅部1422は、スポット2 942bから出力された光を受信し、これを増幅して演算部1423に提供する。演算部1423は、第1再生信号から第2再生信号を差し引く演算を行う。
The
ここで、1次時間差は、第1スポットと第2スポットとの時間差を計算しうる基本的な方法であり、図12に示されたように第1ビームB1と第2ビームB2との間の距離dとスポットの線速度vから第1ビームB1と第2ビームB2との時間差tをd/vにより求めた値である。遅延部1421は、1次的にこのような1次時間差ほど第1再生信号を遅延させることによって、第1スポットと第2スポットとの時間差を補償しうる。
Here, the primary time difference is a basic method by which the time difference between the first spot and the second spot can be calculated. As shown in FIG. 12, the first time difference is between the first beam B1 and the second beam B2. This is a value obtained by calculating the time difference t between the first beam B1 and the second beam B2 from the distance d and the linear velocity v of the spot by d / v. The
また、本発明の一例によって遅延部1421は、ジッタ値を用いて第1スポットと第2スポットとの時間差をさらに補償する。具体的には、演算部1423により出力された再生信号から測定されたジッタまたはbERをモニタリングし、ジッタ補償部1424は、このようなジッタまたはbERを最小とする補償値を計算して、1次時間差に、このような補償値を加減して2次時間差を求め、このような2次時間差を遅延部1421に提供する。これにより、遅延部1421は、受信された2次時間差に基づいて第1再生信号を遅延させることによって、第1スポットと第2スポットとの時間差をさらに精密に制御しうる。
In addition, according to an example of the present invention, the
図15は、本発明の一例によってジッタを用いて第1ビームと第2ビームとの時間差を補償する過程を示すフローチャートである。図15を参照するに、第1スポットと第2スポットとの中心間の距離と線速度から1次時間差を求める(1500)。 FIG. 15 is a flowchart illustrating a process of compensating for the time difference between the first beam and the second beam using jitter according to an example of the present invention. Referring to FIG. 15, a primary time difference is obtained from the distance between the centers of the first spot and the second spot and the linear velocity (1500).
次いで、1次時間差に基づいてスポット1の検出信号を遅延させて、スポット2の検出信号と演算処理して再生信号を求める(1510)。
Next, the detection signal of the
次いで、再生信号のジッタまたはbERを求め、ジッタまたはbERが最小となる2次時間差を計算する(1520)。 Next, the jitter or bER of the reproduction signal is obtained, and a secondary time difference at which the jitter or bER is minimized is calculated (1520).
次いで、2次時間差に基づいてスポット1の検出信号を遅延させてスポット2の検出信号と演算処理して再生信号を求める(1530)。
Next, the
次いで、時間差を正確に制御するためにプリピットまたは所定の判別情報を利用する方法を説明する。所定の判別情報は、ユーザデータ以外に所定の付加情報を容易に判別できるように周期的に記録した付加情報を言う。 Next, a method of using pre-pits or predetermined discrimination information for accurately controlling the time difference will be described. The predetermined discrimination information refers to additional information periodically recorded so that predetermined additional information other than user data can be easily discriminated.
まず、図16を参照してプリピットを簡略に説明する。図16は、トラックの所定領域にプリピットが生成された超解像情報記録媒体の一例を示す図である。DVD−RAMのような光記録媒体は、ヘッダ情報が保存されるヘッダ領域とユーザデータが記録されるユーザデータ領域とを備える。DVD−RAMの場合、セクタ当り128bytesのヘッダ情報を有し、ヘッダ情報は、ディスク基板の製造時にプリピットで記録される。基板の製造時にプリピットで構成されているヘッダ領域に記録された情報を通じてピックアップ装置は、セクタ番号、セクタタイプ、ランドトラック/グルーブトラックなどを認識し、サーボ制御も行える。すなわち、凹凸型プリピットが形成されているヘッダ領域は、セクタの既定の領域に配置され、記録/再生装置に備えられたピックアップ装置は、ヘッダ領域に記録された情報を通じて所望の位置に容易に探索して行く。 First, the pre-pits will be briefly described with reference to FIG. FIG. 16 is a diagram showing an example of a super-resolution information recording medium in which pre-pits are generated in a predetermined area of a track. An optical recording medium such as a DVD-RAM includes a header area in which header information is stored and a user data area in which user data is recorded. A DVD-RAM has 128 bytes of header information per sector, and the header information is recorded in a pre-pit when the disk substrate is manufactured. The pickup device recognizes the sector number, sector type, land track / groove track, etc. through the information recorded in the header area composed of the pre-pits when the substrate is manufactured, and can also perform servo control. That is, the header area in which the concave / convex prepits are formed is arranged in a predetermined area of the sector, and the pickup device provided in the recording / reproducing device can easily search for a desired position through the information recorded in the header area. Go.
図16を参照するに、本発明が適用される超解像情報記録媒体には、ユーザデータが記録されるユーザデータ領域であるランドトラック及びグルーブトラックが形成されており、ヘッダ情報がプリピットで記録されるヘッダ領域1600が配置されている。
Referring to FIG. 16, on the super-resolution information recording medium to which the present invention is applied, land tracks and groove tracks, which are user data areas in which user data is recorded, are formed, and header information is recorded in pre-pits. A
超解像情報記録媒体にもヘッダ情報のために媒体の所定領域に図16に示されたようにプリピットで形成されたヘッダ領域が設けられうる。 The super-resolution information recording medium can also be provided with a header area formed of pre-pits as shown in FIG. 16 in a predetermined area of the medium for header information.
図17は、本発明の他の例によってプリピットまたは判別情報を用いて第1ビームと第2ビームとの時間差を補償する過程を示すフローチャートである。 FIG. 17 is a flowchart illustrating a process of compensating for the time difference between the first beam and the second beam using pre-pits or discrimination information according to another example of the present invention.
まず、第1スポットと第2スポットとの中心間の距離と線速度から1次時間差を求める(1700)。 First, a primary time difference is obtained from the distance between the centers of the first spot and the second spot and the linear velocity (1700).
次いで、1次時間差に基づいてスポット1の検出信号を遅延させてスポット2の検出信号と演算処理して再生信号を求める(1710)。
Next, the
次いで、第1ビームによりプリピットまたは判別情報を再生した時間と第2ビームによりプリピットまたは判別情報を再生した時間との差を用いて、所定の時間差を補償する(1720)。 Next, a predetermined time difference is compensated using the difference between the time when the pre-pit or discrimination information is reproduced by the first beam and the time when the pre-pit or discrimination information is reproduced by the second beam (1720).
次いで、前記補償された所定の時間差に基づいてスポット1の検出信号を遅延させてスポット2の検出信号と演算処理して再生信号を求める(1730)。
Next, based on the compensated predetermined time difference, the
このようにプリピットまたはユーザが記録した情報以外に付加的に容易に判別できる情報が記録されているならば、前述したように先行ビームがプリピットまたは判別情報を再生した時点から後続ビームがプリピットまたは判別情報を再生するまでの時間を時間差値として利用しうる。 If information that can be easily discriminated in addition to the pre-pit or information recorded by the user is recorded in this way, the subsequent beam is pre-pit or discriminated from the time when the preceding beam reproduces the pre-pit or discrimination information as described above. The time until information is reproduced can be used as a time difference value.
本発明は、超解像情報記録媒体のデータ再生方法及び装置に適用しうる。 The present invention can be applied to a data reproducing method and apparatus for a super-resolution information recording medium.
Claims (40)
前記情報記録媒体の相異なる位置に、超解像現象が起こるパワーを有する第1ビームと超解像現象が起こらないパワーを有する第2ビームとを照射する段階と、
前記第1ビームによる第1再生信号と第2ビームによる第2再生信号とを検出する段階と、
前記第1再生信号と第2再生信号との時間差を補償して演算する段階とを含むことを特徴とするデータ再生方法。 In a method of reproducing data recorded on a super-resolution information recording medium capable of reproducing data recorded with a mark having a size less than the resolution of the incident light beam,
Irradiating different positions of the information recording medium with a first beam having a power that causes a super-resolution phenomenon and a second beam having a power that does not cause a super-resolution phenomenon;
Detecting a first reproduction signal by the first beam and a second reproduction signal by the second beam;
And a step of compensating for a time difference between the first reproduction signal and the second reproduction signal.
前記第1再生信号と第2再生信号とを差動演算する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載のデータ再生方法。 The calculation step includes:
2. The data reproduction method according to claim 1, further comprising a step of performing a differential operation on the first reproduction signal and the second reproduction signal.
1つの光源から出射されたビームを分光素子を用いて前記第1ビームと前記第2ビームとに分光する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載のデータ再生方法。 The irradiation step includes
The data reproducing method according to claim 1, further comprising the step of splitting the beam emitted from one light source into the first beam and the second beam using a spectroscopic element.
前記第1ビームと第2ビームとを独立して備えた第1光源と第2光源から各々照射する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載のデータ再生方法。 The irradiation step includes
2. The data reproducing method according to claim 1, further comprising the step of irradiating each of the first light source and the second light source separately from the first light source and the second light source.
前記分光素子から生成された複数の回折ビームのうち、+k次回折ビームを前記第1ビームとして利用し、−k次回折ビームを前記第2ビームとして利用することを特徴とする請求項3記載のデータ再生方法。 In the spectroscopic step,
4. The plurality of diffracted beams generated from the spectroscopic element, wherein a + k order diffracted beam is used as the first beam and a -k order diffracted beam is used as the second beam. Data playback method.
前記分光素子から生成された複数の回折ビームのうち、−k次回折ビームを前記第1ビームとして利用し、+k次回折ビームを前記第2ビームとして利用することを特徴とする請求項3に記載のデータ再生方法。 In the spectroscopic step,
The -k-order diffracted beam is used as the first beam and a + k-order diffracted beam is used as the second beam among a plurality of diffracted beams generated from the spectroscopic element. Data playback method.
超解像パワーの第1ビームを前記情報記録媒体に照射する段階と、
前記第1ビームが照射された同一位置に非超解像パワーの複数の第2ビームを所定の時間差をおいて照射する段階と、
前記第1ビームによる第1再生信号と前記第2ビームによる第2再生信号とに基づいて最終再生信号を検出する段階とを含むことを特徴とするデータ再生方法。 In a method of reproducing data recorded on a super-resolution information recording medium capable of reproducing data recorded with a mark having a size less than the resolution of the incident light beam,
Irradiating the information recording medium with a first beam of super-resolution power;
Irradiating a plurality of second beams with non-super-resolution power at a predetermined time difference to the same position irradiated with the first beam;
A method of reproducing data, comprising: detecting a final reproduction signal based on a first reproduction signal by the first beam and a second reproduction signal by the second beam.
前記第1再生信号と第2再生信号とを差動演算する段階を含むことを特徴とする請求項10に記載のデータ再生方法。 The detection step includes
11. The data reproduction method according to claim 10, further comprising a step of differentially calculating the first reproduction signal and the second reproduction signal.
前記第1再生信号と前記第2再生信号との前記所定時間差を補償する段階をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載のデータ再生方法。 The detection step includes
The method of claim 11, further comprising compensating for the predetermined time difference between the first reproduction signal and the second reproduction signal.
前記最終再生信号のジッタまたはbERが最小になるように前記所定時間差を補償する段階をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載のデータ再生方法。 The detection step includes
The method of claim 11, further comprising compensating for the predetermined time difference so that a jitter or bER of the final reproduction signal is minimized.
前記第1ビームによりプリピットまたはユーザデータとして使われない所定の判別情報を再生した時間と、前記第2ビームによりプリピットまたはユーザデータとして使われない所定の判別情報を再生した時間との差を用いて前記所定時間差を補償する段階をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載のデータ再生方法。 The detection step includes
Using the difference between the time when the predetermined discrimination information not used as prepit or user data is reproduced by the first beam and the time when the predetermined discrimination information not used as prepit or user data is reproduced by the second beam. The method of claim 11, further comprising compensating for the predetermined time difference.
ウォッブル信号を用いて前記所定時間差を補償する段階をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載のデータ再生方法。 The detection step includes
The method of claim 11, further comprising: compensating for the predetermined time difference using a wobble signal.
前記情報記録媒体の相異なる位置に超解像現象が起こるパワーを有する第1ビームと超解像現象が起こらないパワーを有する第2ビームとを照射するピックアップ部と、
前記第1ビームによる第1再生信号と第2ビームによる第2再生信号とを検出し、前記第1再生信号と第2再生信号との時間差を補償して演算する信号処理部と、
前記信号処理部から入力された信号を用いて前記ピックアップ部を制御する制御部と、を備えることを特徴とするデータ再生装置。 In an apparatus for reproducing data recorded on a super-resolution information recording medium capable of reproducing data recorded with a mark having a size smaller than the resolution of the incident light beam,
A pickup unit that irradiates a first beam having a power at which a super-resolution phenomenon occurs at different positions of the information recording medium and a second beam having a power at which the super-resolution phenomenon does not occur;
A signal processing unit that detects a first reproduction signal by the first beam and a second reproduction signal by the second beam and compensates and calculates a time difference between the first reproduction signal and the second reproduction signal;
And a control unit that controls the pickup unit using a signal input from the signal processing unit.
前記第1再生信号と第2再生信号とを差動演算する演算部を備えることを特徴とする請求項17に記載のデータ再生装置。 The signal processing unit
18. The data reproducing apparatus according to claim 17, further comprising an arithmetic unit that performs a differential operation on the first reproduction signal and the second reproduction signal.
光源と、
前記光源から出射されたビームを第1ビームと第2ビームとに分光させる分光素子を備えることを特徴とする請求項17に記載のデータ再生装置。 The pickup unit is
A light source;
18. The data reproducing apparatus according to claim 17, further comprising a spectroscopic element that splits the beam emitted from the light source into a first beam and a second beam.
超解像パワーの第1ビームを前記情報記録媒体に照射し、前記第1ビームが照射された同一位置に非超解像パワーの複数の第2ビームを所定時間差をおいて照射するピックアップ部と、
前記第1ビームによる第1再生信号と前記第2ビームによる第2再生信号とに基づいて最終の再生信号を検出する信号処理部と、
前記信号処理部からの出力信号を用いて前記ピックアップ部を制御する制御部と、を備えることを特徴とするデータ再生装置。 In an apparatus for reproducing data recorded on a super-resolution information recording medium capable of reproducing data recorded with a mark having a size smaller than the resolution of the incident light beam,
A pickup unit that irradiates the information recording medium with a first beam of super-resolution power, and irradiates a plurality of second beams of non-super-resolution power at a predetermined time difference to the same position irradiated with the first beam; ,
A signal processing unit for detecting a final reproduction signal based on the first reproduction signal by the first beam and the second reproduction signal by the second beam;
And a control unit that controls the pickup unit using an output signal from the signal processing unit.
前記第1再生信号と第2再生信号とを差動演算する演算部を備えることを特徴とする請求項26に記載のデータ再生装置。 The signal processing unit
27. The data reproducing apparatus according to claim 26, further comprising an arithmetic unit that performs a differential operation on the first reproduction signal and the second reproduction signal.
前記第1再生信号及び前記第2再生信号の前記所定時間差を補償する補償部をさらに備えることを特徴とする請求項27に記載のデータ再生装置。 The signal processing unit
28. The data reproduction apparatus according to claim 27, further comprising a compensation unit that compensates for the predetermined time difference between the first reproduction signal and the second reproduction signal.
前記最終再生信号のジッタまたはbERが最小となるように前記所定時間差を補償することを特徴とする請求項28に記載のデータ再生装置。 The compensation unit
29. The data reproducing apparatus according to claim 28, wherein the predetermined time difference is compensated so that jitter or bER of the final reproduction signal is minimized.
前記第1ビームによりプリピットまたはユーザデータとして用いられない所定の判別情報を再生した時間と前記第2ビームによりプリピットまたはユーザデータとして用いられない所定の判別情報を再生した時間との差を用いて前記所定時間差を補償することを特徴とする請求項28に記載のデータ再生装置。 The compensation unit
The difference between the time when the predetermined discrimination information not used as prepit or user data is reproduced by the first beam and the time when the predetermined discrimination information not used as prepit or user data is reproduced by the second beam is used. 29. The data reproducing apparatus according to claim 28, wherein a predetermined time difference is compensated.
ウォッブル信号を用いて前記所定時間差を補償することを特徴とする請求項28に記載のデータ再生装置。 The compensation unit
29. The data reproducing apparatus according to claim 28, wherein the predetermined time difference is compensated using a wobble signal.
光源と、
前記光源から出射されたビームを第1ビームと複数の第2ビームとに分光させる分光素子と、を備えることを特徴とする請求項26に記載のデータ再生装置。 The pickup unit is
A light source;
27. The data reproducing apparatus according to claim 26, further comprising: a spectroscopic element that splits the beam emitted from the light source into a first beam and a plurality of second beams.
前記第1ビームを照射する第1光源と前記複数の第2ビームを照射する第2光源とを備えることを特徴とする請求項26に記載のデータ再生装置。 The pickup unit is
27. The data reproducing apparatus according to claim 26, comprising a first light source that irradiates the first beam and a second light source that irradiates the plurality of second beams.
前記記録媒体に形成されたマークに第1分解能を有する第1ビームを照射する段階と、
前記記録媒体に形成された前記マークに第2分解能を有する第2ビームを照射する段階と、
前記第1ビームに基づいた第1再生信号及び前記第2ビームに基づいた第2再生信号を検出する段階と、
前記第1及び第2再生信号を処理する段階と、
前記処理された第1及び第2再生信号に基づいて前記第1及び第2再生信号間の時間遅延を計算する段階とを含むことを特徴とする再生方法。 In a method for reproducing data recorded on a recording medium,
Irradiating a mark formed on the recording medium with a first beam having a first resolution;
Irradiating the mark formed on the recording medium with a second beam having a second resolution;
Detecting a first reproduction signal based on the first beam and a second reproduction signal based on the second beam;
Processing the first and second reproduction signals;
And calculating a time delay between the first and second reproduction signals based on the processed first and second reproduction signals.
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