JP2008533648A - 光信号の遷移ずれタイミング - Google Patents
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Abstract
光記録媒体からの測定された光信号における遷移ずれタイミングを決定する方法、及び光記録媒体に対する書込方式を最適化すると共に書込品質を分析することに関しての斯かる方法の応用が開示されている。該方法は、測定された光信号の値を供給するステップと、該測定された光信号に対応する変調ビットを供給するステップと、光チャンネルモデルを用いてモデル信号を計算するステップと、数学的モデルから立ち上がり及び立ち下がりエッジの出力タイミングを決定するステップとを有する。該方法は、所定の評価規準が満たされるまで継続されるような反復的方法である。最終的な出力は、光記録媒体上にあるままの測定されたCA信号のチャンネルビットの平均遷移ずれである。本方法の応用は、限定されるものではないが、平均遷移ずれを決定するモジュール、平均遷移ずれに従って書込方式を調整する手段を備えるような光記録装置、及び光記録装置を制御するICを含む。
Description
本発明は、光記録媒体からの光信号における遷移ずれタイミングを決定する方法、並びに光記録単体に対する書込方式(write strategy)の最適化及び書込品質の分析に関する斯かる方法の応用に関する。
光ディスクから情報を読み取り及び斯かるディスクに情報を書き込む技術は、近年において著しい進歩を遂げた。斯かる技術の進歩により、種々のタイプの記録フォーマット及び対応する媒体が出現した。市場では、今日、読取専用媒体(即ち、音楽再生用等のROMディスク)、データは一度しか書き込めないが多数回読み出すことができるようなライトワンス光ディスク、並びにデータを複数回記録及び消去する書換可能ディスク等がとりわけ存在する。これら3つの異なるフォーマットは、各々存在理由を有し、各々強み及び弱点を有している。斯かる3つのタイプに共通するものは、一層多くのデータを単一のディスク上に存在させ又は設けることができるようにデータ容量を増加させる要求である。
しかしながら、データ容量の大きさに対しては多くの制限要因が存在する。1つの重要な要因は光スポットの寸法であり、斯かる光スポットの寸法は、大容量のディスクにおいては、ディスク上の最小の光学的影響痕(optical effects)の寸法と殆ど同じ大きさとなる。この限界内において、1より多いビットの情報が光スポットにより検出され得、結果としてシンボル間干渉(ISI)が生じる。
ブルーレイディスク(BD)フォーマットにおいては、27GBまでの容量に対してスライサが交差する間の時間を分析し、これにより光学的影響痕の長さを決定することができる。しかしながら、27GBを超える容量に対しては、スライサレベルを明確に決定することは最早できず、記録モードにおける書込方式を調整するための最適パワー校正(OPC)に関する良く知られたジッタ分析も不可能である。
本発明の発明者は、30〜37GB範囲内の容量に対して光媒体上に書込まれた影響痕の長さを分析する解決策は現在のところ存在せず、斯様な解決策は有益であると理解し、かくして、発明者は結果として本発明を発明した。
本発明は、光媒体上の書込まれた影響痕を検出及び分析する改善された手段を提供しようとするものである。好ましくも、本発明は上記又は他の欠点の1以上を単独又は何らかの組み合わせで軽減又は除去する。
従って、第1態様においては、光記録媒体からの測定された光信号のチャンネルビットの系列における遷移ずれのタイミングを決定する方法であって、該光信号が第1の幅を持つ第1領域から反射された第1区域と、第2の幅を持つ第2領域から反射された第2区域とを有し、上記第1領域から第2領域への遷移は上記第1及び第2の幅により索引される立ち上がりエッジとして示され、上記第2領域から第1領域への遷移は上記第2及び第1の幅により索引される立ち下がりエッジとして示され、当該方法が、
a)中央開口信号(CA信号)の形態の測定された光信号の値を供給するステップと、
b)該測定された光信号に対応する変調ビットを供給するステップと、
c)モデル信号を光チャンネルモデルにより計算するステップであって、該計算されたモデルが前記立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの入力タイミングを含み、該入力タイミングが入力遷移ずれの系列であるようなステップと、
d)前記立ち上がり及び立ち下がりエッジの出力タイミングを数学モデルから前記測定された光信号、前記変調ビット及び前記計算されたモデル信号を考慮に入れて決定するステップであって、前記出力タイミングは出力遷移ずれの系列であり、或る評価過程において使用される前記入力タイミングは前の評価過程において決定された前記出力タイミングであり、前記モデル信号と測定された信号との間の差が前記入力タイミングと一緒に後続の出力タイミングを計算するために使用されるようなステップと、
e)特定の評価過程において得られた出力遷移ずれの系列が所定の評価規準を満たすまで該評価過程を継続するステップと、
を有し、最後に得られた出力遷移ずれの系列が前記測定されたCA信号のチャンネルビットの平均遷移ずれとなるような方法が提供される。
a)中央開口信号(CA信号)の形態の測定された光信号の値を供給するステップと、
b)該測定された光信号に対応する変調ビットを供給するステップと、
c)モデル信号を光チャンネルモデルにより計算するステップであって、該計算されたモデルが前記立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの入力タイミングを含み、該入力タイミングが入力遷移ずれの系列であるようなステップと、
d)前記立ち上がり及び立ち下がりエッジの出力タイミングを数学モデルから前記測定された光信号、前記変調ビット及び前記計算されたモデル信号を考慮に入れて決定するステップであって、前記出力タイミングは出力遷移ずれの系列であり、或る評価過程において使用される前記入力タイミングは前の評価過程において決定された前記出力タイミングであり、前記モデル信号と測定された信号との間の差が前記入力タイミングと一緒に後続の出力タイミングを計算するために使用されるようなステップと、
e)特定の評価過程において得られた出力遷移ずれの系列が所定の評価規準を満たすまで該評価過程を継続するステップと、
を有し、最後に得られた出力遷移ずれの系列が前記測定されたCA信号のチャンネルビットの平均遷移ずれとなるような方法が提供される。
読取専用型、ライトワンス型、書換可能型等のCDタイプのディスク、DVDタイプのディスク、BDタイプのディスク等からの測定された光信号のような、測定された光信号は変調された信号であり、当該変調がディスク上に存在する二進データを表す。ディスク上では、情報は、例えばマークと呼ばれるような光学的影響痕のパターンの形で記憶される。斯かる情報の典型的な符号化は、ランレングス符号化であり、情報は、光学的影響痕及び斯かる光学的影響痕の間のスペース、並びに斯かる光学的影響痕及びスペースの長さで記憶される。ディスク上のビットパターンは、ランレングス符号化においては、スペースと光学的影響痕との間の遷移ずれのタイミング系列により表すことができる。ビットのタイプ(即ち、光学的影響痕又はスペース)及びビット長は、遷移ずれのタイプ及び遷移ずれの間のタイミングから推定することができる。
上記の測定された光信号に対応する変調ビットが供給される。該変調ビットは光媒体から検出する(即ち、測定された光信号から推定する)ことができるか、又は該変調ビットは既にメモリに記憶されており、これにより当該システムにより知られているものとすることができる。該変調ビットは、情報が抽出される結果としてのビットであり、理想的には該変調ビットはチャンネルビット(ディスク上におけるままのビット)に対応するが、遷移ずれが差を生じさせるか又はビットの決定の悪化につながる。
このように、上記光信号は、光が第1領域から反射されたか又は第2領域から反射されたかに対応する第1区域及び第2区域を有する。斯かる第1及び第2区域は、相変化型ディスク又はライトワンス型ディスクにおいては各々スペース及びマークとして、ROM型ディスクにおいてはピット及びランドとして、等々のように識別することができる。第1領域から第2領域への遷移は、第1及び第2の幅(長さとも称される)により索引される立ち上がりエッジで示され、第2領域から第1領域への遷移は第2及び第1の幅(長さ)により索引された立ち下がりエッジで示される。相変化型ディスクにおいては、立ち上がりエッジは高反射性領域から低反射性領域への遷移を指し、立ち下がりエッジはその逆を指す。
チャンネルビットの系列における遷移ずれのタイミングを、測定されたCA信号と該CA信号の計算されたモデル信号との間の比較から決定するのが有利である。何故なら、CA信号は検出された信号であり、最後に得られる出力遷移ずれの系列は測定されたCA信号におけるチャンネルビットの平均遷移ずれであり、これにより、ディスク上におけるままの遷移ずれを直接的に反映するからである。
本発明の方法は、ディスク上におけるままの遷移ずれを、30〜37GBの範囲等の、30GBを超える容量のようなデータ容量に対してさえも得るのを可能にする。これは、現在代替方法が存在しないので利点となる。
計算されたモデル信号、即ち計算されたモデルCA信号は、離散有限インパルス応答(FIR)構成により近似される線形光学モデルにより数学的に表すことができる。該線形光学モデルは、ブラート/ホプキンズ(Braat-Hopkins)モデルとすることができる。線形モデルを使用するのが有利である。何故なら、例えばブラート/ホプキンズモデル等の光チャンネルを良好に記述するモデルが存在し、線形モデルはプロセッサ手段により実施される自動モデル化に良く適しているからである。
上記の測定された光信号及び計算されたモデル信号の両者は、ビット同期近似により数学的に表すことができ、該同期は光媒体上の変調ビットとのものである。これは、光学装置が測定された光信号を装置により発生されるクロック信号にPLLメカニズムにより位相ロックさせ、これにより、モデル信号が当該装置で処理された実際の測定信号を反映する故に利点となる。
モデル信号と測定された信号との間の差は、エラーループにおいて最小化することができ、該ループにおいて、最小化されるパラメータは測定された及び計算されたモデル信号の間の差の平均自乗誤差である。これは利点となる。何故なら、このような最小化方法は良く確立されており、斯様な方法は大きなパラメータ空間において適切な最小を見付けることに関して強く、モデル及び測定された信号の間の充分な合致の目安として使用される適切な所定の評価規準を提供することができるからである。上記所定の評価規準は、測定された信号のエラーがそれより低くなくてはならないような値又は百分率とすることができる。しかしながら、該所定の評価規準は、実行されるべき所与の数の評価ステップ(単一の評価ステップを含む)とすることもできる。
立ち上がり及び立ち下がりエッジのタイミングは、特定の遷移ずれの前の領域の幅及び後続の領域の幅の関数として決定することができる。例えば、或る立ち上がりエッジのタイミングは、特定の(又は現在の)マークの幅及び前のスペースの長さの関数として決定することができる一方、或る立ち下がりエッジのタイミングは特定の(又は現在の)マークの幅及び次のスペースの関数として決定することができる。これは、立ち上がりエッジに関しては行列成分が(現在のマーク,前のスペース)として配列された2D行列(L行列)で表すことができ、立ち下がりエッジに関しては行列成分が(現在のマーク,次のスペース)として配列された2DのT行列で表すことができる。この様にして立ち上がり及び立ち下がりエッジのタイミングを決定することが利点となる。何故なら、これは、ディスク上に存在する種々のパターンの組み合わせの系統的振る舞いを直接的に提供し、これにより、種々のパターンの組み合わせのタイミング位置の系統的エラーを直接的に明らかにするからである。かくして、このような行列表現は簡単且つ有効な評価(qualification)システムを提供する。
最も簡単な方法において、光媒体に対して光学的影響痕は、レーザを光学的影響痕の所望の長さに依存する所定の期間にわたり所定のパワーレベルでオンにし、該レーザを光学的影響痕の間においてスペースの所望の長さに対応する期間にわたりオフにすることにより設けられる。しかしながら、書込方式は、例えば相変化型の媒体に関して使用されるダイレクトオーバーライト方法(DOW)に関しては、これより複雑となり得る。一般的に、光学的影響痕は複数の書込パラメータにより特徴付けられるパルス形状のレーザパルスにより書き込まれる(これは、書込方式(write strategy)と呼ばれる)。典型的には、斯かる書込方式は、レーザパワーをオン及びオフし、レーザパワーを特定のレベルに設定し、レーザパワーを所与の期間にわたり維持し、等々のコマンドの如き複数の書込パラメータにより記述することができる。データを新たな光記録可能媒体上に書き込む前に斯かる書込方式を校正する、即ち最適化することが重要であり、時には必要でさえある。
所望の書込パルスを記述する書込方式は、1以上の書込パラメータを含むことができる。書込方式は、所望の特定の光学的影響痕、即ち該影響痕の長さ、及び特定の光学的影響痕を書き込むための書込パルスにおける書込パラメータに依存し得る。書き込まれる光学的影響痕の結果的長さに従って分類された標準の書込方式、即ちI2マークを書き込むためのI2方式、I3マークを書き込むためのI3方式等が存在し得る。書込方式、即ち特定の書込方式に含まれる書込パラメータは、特定のタイプの立ち上がり及び/又は立ち下がりエッジの平均遷移ずれに従って最適化することができる。
特定の立ち上がり及び/又は立ち下りエッジの所与の光学的影響痕のタイミング(従って、該タイミングの可能性のあるエラー)を書込パルスにおける1以上の特定の書込パラメータに直接相関させることができることが利点となる。何故なら、ビット系列のタイミングのエラーは最適の状態からの逸脱であり、結果的に検出性能の悪化となるからである。結果として、非最適な光学的影響痕を持つ媒体からのデータの読み取りはエラーを生じ易い。タイミングエラー(即ち、光学的影響痕の又は光学的影響痕の間のスペースの長さのエラー)を1以上の特定の書込パラメータに相関させることができることは、書込パラメータを最適化する手段を容易化し、これにより、光学的影響痕が最適に、又は少なくとも改善された態様で書き込まれた媒体を提供する。
本発明の第2の態様においては、書込方式は、
α)光記憶媒体から光学的影響痕のパターンを読み取るステップであって、該パターンが1以上の光学的影響痕を含み、斯かる1以上の光学的影響痕の各々が所定の書込方式に関連されており、該書込方式が1以上の書込パラメータを含むようなステップと、
β)請求項1に記載の方法を実行し、これにより前記測定されたCA信号のチャンネルビットの平均遷移ずれを提供するステップと、
γ)前記1以上の書込パラメータを、一群の所定の規則により調整するステップと、
を実行することにより最適化することができる。
α)光記憶媒体から光学的影響痕のパターンを読み取るステップであって、該パターンが1以上の光学的影響痕を含み、斯かる1以上の光学的影響痕の各々が所定の書込方式に関連されており、該書込方式が1以上の書込パラメータを含むようなステップと、
β)請求項1に記載の方法を実行し、これにより前記測定されたCA信号のチャンネルビットの平均遷移ずれを提供するステップと、
γ)前記1以上の書込パラメータを、一群の所定の規則により調整するステップと、
を実行することにより最適化することができる。
この最適化方法は1段階方法とすることができるか、又は他の例として該最適化方法は、当該方法が、例えば幾つかのディスク上に設けられるパワー校正領域(PCA)等の光ディスク上における特定の領域において繰り返されるような反復的処理とすることもできる。
第1の態様及び/又は第2の態様による方法は、本発明の第3の態様によればモジュールにおいて実施化することができる。該実施化は、例えば1以上のICを有する構成で又は何らかの他の好適な実施化方法で、ソフトウェアによる実施化又はハードウェアによる実施化により行うことができる。
上記モジュールは、
測定されたサンプルされた波形の形態の前記CA信号を入力する第1入力部と、
チャンネルビットストリームを入力する第2入力部と、
前記CA信号及び前記チャンネルビットストリームを第1態様の方法に基づいて処理する手段と、
前記測定されたCA信号のチャンネルビットの平均遷移ずれを出力する出力部と、
オプションとして、前記遷移ずれを規則に従って評価する手段と、
を有する。
測定されたサンプルされた波形の形態の前記CA信号を入力する第1入力部と、
チャンネルビットストリームを入力する第2入力部と、
前記CA信号及び前記チャンネルビットストリームを第1態様の方法に基づいて処理する手段と、
前記測定されたCA信号のチャンネルビットの平均遷移ずれを出力する出力部と、
オプションとして、前記遷移ずれを規則に従って評価する手段と、
を有する。
このように、当該モジュールは信号を入力する入力部と、該入力された信号を処理する処理部と、結果を出力する出力部とを有する。上記入力部は、例えば1以上の信号を処理手段にインターフェースさせるインターフェース手段等のハードウェア部とすることができるが、一般的に、該入力部は1以上の信号を処理手段に供給又は提供する如何なるタイプの手段とすることもできる。上記入力信号は所与のユニットからの出力信号とすることができる。例えば、入力信号は、フォト検出器により検出されたアナログ反射光が二進ビットストリーム(即ち、変調ビットストリーム)に変換されるようなビット検出器により供給される信号とすることができる。上記変調ビットストリームは、他の例として、例えばメモリからの既知のものでもあり得る。上記処理手段は如何なるタイプの処理手段とすることもでき、本発明の第1態様の方法を専ら実行する専用の処理手段とするか、又は該処理手段はコンピュータプログラム等の汎用コンピュータの一部とすることができる、の両者である。上記出力部は、上記結果にアクセスするのを可能にする記憶手段、又は例えば該結果をグラフィック的に示すことに関する中間ステップとしての出力部とすることができる。
オプションとして、上記モジュールは上記結果を規則に従って評価する処理手段を有することができる。このような規則は、該評価手段により知られたものとすることができ、所与の遷移ずれを検出すると共に該規則に従いパワーレベル又はレベルの期間を調整する手段を提供する。
モジュールを設けることが利点となる。何故なら、斯かるモジュールは最適パワー校正を実行する装置の一部とすることができ、ディスク上の書き込まれた光学的影響痕の品質を分析する分析器の一部とすることができる、等であるからである。
第4の態様によれば、本発明は、
− 記録媒体上に光学的影響痕を記録するための書込パワーレベルの制御可能な値を持つような放射ビームを放出する放射源と、
− 前記記録された影響痕を読み取るための読取ユニットと、
− 書込方式における前記パワーレベル及び/又はレベルの期間を、前記第1態様の方法により決定された前記測定されたCA信号の特定のタイプの立ち上がり及び/又は立ち下がりエッジの平均遷移ずれに従って調整する手段と、
を有するような光記録装置に関するものである。
− 記録媒体上に光学的影響痕を記録するための書込パワーレベルの制御可能な値を持つような放射ビームを放出する放射源と、
− 前記記録された影響痕を読み取るための読取ユニットと、
− 書込方式における前記パワーレベル及び/又はレベルの期間を、前記第1態様の方法により決定された前記測定されたCA信号の特定のタイプの立ち上がり及び/又は立ち下がりエッジの平均遷移ずれに従って調整する手段と、
を有するような光記録装置に関するものである。
第5態様によれば、本発明は光記録装置を制御するための集積回路(IC)であって、該ICが書込方式における1以上の書込パラメータを、前記第1態様の方法により決定された前記測定されたCA信号の特定のタイプの立ち上がり及び/又は立ち下がりエッジの平均遷移ずれに従って調整するように構成されているようなICに関するものである。
第6の態様によれば、本発明は前記第1態様の方法を実行するためのコンピュータ読み取り可能なコードに関するものである。
本発明の上記種々の態様は、本発明の範囲内で可能な如何なる方法でも組み合わせ及び結合することができる。
本発明の、これら及び他の態様、フィーチャ及び/又は利点は、以下に述べる実施例から明らかとなり、斯かる実施例を参照して解説されるであろう。
以下、本発明の実施例を、図面を参照して例として説明する。
光記憶媒体から情報を読み取り及び/又は光記憶媒体へ情報を書き込むことが可能な光記録装置1が図1に概念的に図示されている。
実際の光記録装置は種々の機能を持つ多数の構成要素を有するが、ここでは幾つかしか図示されていない。光スポット3をディスク11上の所望の位置に収束及び位置決めすることができるよう、ディスク11を回転させ及び光ピックアップユニット5の動きを制御するためにモータ手段8、10が存在する。上記光ピックアップユニットはレーザビームを放出するレーザ6を含み、上記レーザビームは複数の光学エレメントにより当該ディスク上に収束させることができる。記録モードにおいて、収束されたレーザ光は、当該光ディスクに物理的変化が形成され得るように、即ち該ディスクに光学的影響痕(optical effects)が形成されるように、充分に強いものとすることができる。読取モードにおいては、レーザパワーは物理的変化を生じるには不充分なものであり、反射された光は当該ディスク上の光学的影響痕を読み取るためのフォト検出器7により検出される。
本発明は、光装置の読み取り及び書き込みの両態様を扱う。何故なら、データは書込品質を決定するために読み取られ得る一方、データは最適化された書込方式を使用して書き込まれ得るからである。
当該記録装置の制御は、モータ制御9及び光学系制御2により図示されているように、ハードウェアによる実施化により実行することができる。加えて、マイクロプロセッサ制御手段4も存在する。該マイクロプロセッサ制御手段(例えば集積回路(IC)手段)は結線された処理手段及びソフトウェア処理手段の両方を含み、かくして、例えばユーザは高いレベルの制御ソフトウェアにより当該装置の動作に影響を与えることができる。高いレベルの制御構成は、記録モードにおける放出レーザパワーの書込方式におけるパルス形状の制御を含む。
図2には、ブルーレイディスク(BD)上に設けられる光学的影響痕の一例が示されている。図2Bは、図2Aに概念的に図示されたBDディスク21上の区域20の拡大図29を示している。該拡大された区域は、光学的影響痕23及び斯かる光学的影響の間の領域22の両方を示している。これら影響痕は中心から外側に螺旋状に延びるトラックに沿って配列され、トラックの或る区間24が図示されている。トラック区間24から反射された光が図2Cに概略図示されており、該図において、反射された光の輝度が縦軸25に沿って横軸26に沿う位置の関数として(即ち、時間の関数として)示されている。光学的影響痕23は時にはマーク27と称される一方、斯かるマークの間の領域22は時にはスペース28と称される。相変化型ディスクにおいては、マーク23、27は低反射度のアモルファス領域である一方、スペース22、28は高反射度の結晶性領域である。
光記録において、データは異なるランレングス、即ち異なる幅(長さ)のマーク27及びスペース28の形で記憶される。所与のディスクの光学的性能にとり重要なのは、全てのマーク及びスペースが整数段階的であるということである。BDにおいて、最短の影響痕はチャンネルビット長(=単位長)の2倍である(T2とも呼ばれる)。最長の影響痕はチャンネルビット長の9倍であり、T9と呼ばれる。マーク及びスペースの長さが正確にチャンネルビット長の整数倍でない場合、これは、最適状況からの逸脱であると見られ、結果としてビット検出性能の悪化となる。
図3には、光信号からの2つの系列のチャンネルビットが示されている。チャンネルビットの系列30は、スペース又は高い反射性領域である第1の幅311の第1領域から反射された光に対応する第1区域31、及びマーク又は低輝度領域である第2の幅321の第2領域から反射された光に対応する第2区域32を有している。第1領域から第2領域への遷移は立ち上がりエッジ33として示され、第2領域から第1領域への遷移は立ち下がりエッジ34として示される。図3Bに示されるように、立ち上がりエッジは第2の幅及び第1の幅により索引される一方、立ち下がりエッジは第1の幅及び第2の幅により索引される。このように、符号35により示される立ち上がりエッジは、2なる幅(又は2なるランレングス)の第2領域と4なる幅の第1領域との間の立ち上がりエッジ(即ち、ランレングス4のスペースからランレングス2のマークへの遷移)を指すようなL(2,4)により索引される。同様に、符号36により示される立ち下がりエッジは、ランレングス2のマークからランレングス3のスペースへの遷移を示すようなT(2,3)により索引される。
実際のディスク上では、高反射度(スペース)から低反射度(マーク)への遷移が常に正しい位置にあるとは限らない。幾つかは過度に左にあり(時間的に早い=定義により負とする)、幾つかは過度に右にある(遅すぎる=正)。これが、図3Aに、測定されたエッジ位置を示す点線37により図示されている。該図において、時間軸38は横軸として示され、該時間軸は所謂1T(=1チャンネルビット)分解能で離散化されている。理想的な信号の場合、各遷移は1Tのマーカ上に位置すべきである。
上記微妙なエッジのずれ(点線で示されるように1T分解度未満の)は、例えばCA信号に対する非対称性の影響をモデル化したPozidis他により記載されたような方法(例えばPozidis, H.; Coene, W.M.J.; Bergmans, J.W.M.によるCommunications, 2000. ICC 2000. 2000 IEEE International Conference, vol. 1, 18-22 June 2000の頁99-103参照)を使用することにより、測定された信号のチャンネルモデル記述に含めることができる。ビットストリームとしての−1及び+1のみならず、39の間の数を使用することにより、ビット同期的態様でエッジずれをまねることができる。
以下、本発明の構成の一実施例を説明する。即ち、遷移(又はエッジ)ずれを測定する方法の構成の一実施例が説明される。
LT方法:該方法の重要な側面は、エッジずれを含む中央開口信号のモデルが作成される点にある。このモデル信号を測定された信号と比較することにより、その差(=エラー)をエッジずれの一層良好な推定を作成するために使用することができる。1以上の反復の後に、モデル出力は測定された信号に似たものとなり得る。推定されたエッジずれは書込方式を調整するために使用することができる。幾つかの例を下記の節で説明する。
系統的である(予測可能な挙動を持つ)エッジずれのみが、書込方式において補償することができる。マークは、ずれ得る立ち上がり及び立ち下がりエッジを有する。これらのエッジずれは、勿論、(現在の)マーク長(Icm)の関数である。更に、立ち上がりエッジの場合、例えば熱的履歴による前のスペース長(Ips)の影響があり得、この影響は書込チャンネルにおけるシンボル間干渉(ISI)と見ることができる。立ち下がりエッジに対しては、次のスペース(Ins)の影響が存在し得る。斯かるずれは、立ち上がりエッジに対して行列成分L(cm,ps)を持ち、立ち下がりエッジに対しては行列成分T(cm,ns)を持つような2D行列として書かれる。スペースは、書き込まれるマークの間に自動的に入るので、扱われない。
本方法は、立ち上がりエッジが前の影響痕に依存するのみならず前の前の影響痕にも依存するように拡張することができる(次の影響痕及び次の次の影響痕も同様であるが、LT行列は一層多くの次元を持ち、急速に大きくなるであろう)。
LT行列の適用:LT行列を適用すると(即ち、該LT行列をチャンネルビット系列に乗算すると)、結果として、エッジずれが組み込まれた、LT適用ビットストリームとも呼ばれる修正された変調ビットストリーム、
が得られる。+1から−1への及び−1から+1への各遷移に対して、当該遷移を形成する2つのビットが下記の規則に従って修正される:
立ち上がりエッジ(ランレングスyのスペースからランレングスxのマークへの遷移):
立ち下がりエッジ(ランレングスxのマークからランレングスyのスペースへの遷移):
例えば、I3のみが僅かな過剰パワーで書き込まれた場合(L3x=負、T3x=正、他の全ての成分は零)、LT方法を適用することにより下記の修正されたビットストリームが得られる:
立ち上がりエッジ(ランレングスyのスペースからランレングスxのマークへの遷移):
LT推定方法:ディスクからのCA信号(r)は、例えば該CA信号を下記の形で書くことにより数学的に記述することができる:
ここで、hはチャンネルインパルス応答(FIR)、即ち光スポットの離散表現であり、aはディスク上のビットであり、cは一定のオフセットである。更に、bは、
と定義される。従って、bは前節で述べたLT適用ビットと元の(−1/+1)ビットとの間の差となる。このように、bはエッジずれに関しての情報を含むビットストリームである。
次に、測定された信号と比較されるモデル出力(d)は、
により定義され、該式において、うねり印は、これら量が推定であることを示している。斯かる推定値は、当該ディスクからくる"未知の"値(うねり印無し)に収束すべきである。
ディスクからの信号及びこの信号に適合させるために使用されるモデルが定義され、それらの差(エラーe)を見付けることができる:
該式は別々の成分を明確に示すように書き換えることができる:
当該チャンネルの推定は、上記エラーeをチャンネルビットaと相関させることにより実施することができる。これは、"最小平均自乗チャンネル応答推定"と呼ばれ、数学的に下記の原理で作用する。
このように、hの推定値を設けることにより、新たな(そして一層良好な)推定を下記の式を用いて実施することができる:
前記エラーにおける、エッジずれ(b)の推定に関係する第2項を見ると、(b−bうねり印)は、hの推定値が実際のhに近い場合にのみ表すことができることがわかる。その場合、エラーは、
を書くことができる。そして、新たな(且つ一層良好な)推定は、
を使用することによりなされる。ここに書かれているように、bの推定は単一の変数のように見えるが、実際には、該推定の値はaにおけるランレングスの組み合わせに依存する。上記更新規則は、対応するLT行列成分に適用されるべきである。実際には、正しいLT成分が、チャンネルビットストリームaにおける各立ち上がり及び立ち下がりエッジにおいて更新される。
実施化:上記LT推定は図4に示すように実施化することができ、この場合において、akチャンネルビット40は、初期L及びT行列を用いたLT適用方法41により、
に先ず変換される。該
は、チャンネル応答(FIR)により畳み込まれ(convoluted)42(上記の変換されるチャンネルビットは、行列成分の乗算を保証するために転置(45)される)、DCが加算(43)され、LTモデル出力44が得られる。次に、エラー信号46を、該モデル出力と測定された波形47との比較から計算することができる。該エラー信号は、DC推定のために積分(48)することができ、FIRの新たな推定を得るために対称化されたチャンネルビットak Symm400により畳み込むことができる。LT推定器401内において、正しいLT成分が取り出され(akチャンネルビットのランレングスに依存して)、式(9)により更新される。これらの更新されたLT成分をLT適用ブロック41において使用することにより、当該ループは閉じられ、"適合"が累進的に良好になされる。
LT適用:上記LT適用ブロック41を更に述べる。特定のずれを立ち上がり又は立ち下がりエッジに適用することができる前に、当該行列の正しい成分が取り出されるように、通過するビットパターンが先ず知られねばならない。これのために、現在通過している変調ビットのランレングスが決定される。これは、可能性のある最も長い遷移(I8/I8、従って16ビット)を保持するだけ充分に長いシフトレジスタを作製することにより実施することができる。ビットが該シフトレジスタに加えられる場合、最後に挿入されたビットから逆方向にカウントするランレングステーブルを作成することができる。このランレングステーブルを、どのビットパターンが当該シフトレジスタを通過しているかを決定すると共に、該シフトレジスタ内のどの位置にどのLT成分を適用するかを決定するために使用することができる。
ビットが上記シフトレジスタを通過した後、出てくるビットストリームをFIR推定値で畳み込み、DC推定値に加算してモデル出力を得ることができる。
LT推定:前記LT推定ブロック401を更に述べる。このブロックにおいては、前記LT適用方法で決定されたランレングスが、入ってくるエラー(又はFIRで畳み込まれるエラー、式(9)参照)が立ち上がり又は立ち下がりエッジの周辺の位置にあるかをチェックするために使用される。これが当てはまる場合、正しいLT行列成分が取り込まれ、下記の式により更新される:
従って、先ず、エラーの一部μLTを正しいLT成分に加算することにより新たな推定がなされる。次いで、新たな移動平均、そして最終的に移動分散(=自乗された標準偏差)を再計算することができる。移動平均及び分散が計算される実効長はαの値により決定される。
以下では、本発明の方法の応用を、本発明の第1態様による方法が適用された実験に関して説明する。
相変化ディスクに対するLT:第1の例においては、BD−REディスクが標準の書込方式により33GBで書き込まれた。サンプリングされた波形が処理されて、ak及びdkが得られた。これらに対して、全チャンネル応答推定を実行することができ、結果として図5に示すようなプロットが得られた。図5においては、全ての立ち上がり(図5A)及び立ち下がり(図5B)のずれが示され、現在のマーク(x軸)と前の/次のスペース(y軸)との各組み合わせに対してドット50が描かれている。ずれがない場合、該ドット50は正確に交点51に見付かり、正のずれ(遅すぎる)がある場合は該交点の右側52に、負のずれ(早すぎる)がある場合は該交点の左側53に各々見付かる。図5に見られるように、僅かな量の正の非対称性が存在し、全ての立ち上がりずれは僅かに負となり、全ての立ち下がりずれは僅かに正となっている。
当該LT方法の応用を更に見通すために、書込方式を僅かに変更し、LT行列の効果を述べる。
先ず、I2が書き込まれる方法が変更されが、この影響は殆ど見ることができない。何故なら、これはMTF(=光学的伝達関数)のカットオフを超えるものであるからである。図6には、I2マーク書込方式の概要図60が示されている。該書込方式は、少なくとも8つの書込パラメータ、即ち4つのパワーレベル(E,W,B,C)及び各々の期間、を有する。レーザは、消去レベル(E)で開始し、次いで書込パルス(W)が付与され、その後、相変化材料を焼き入れするためにパワーはバイアスレベル(B)に低下される。最後に、立ち下がりエッジを正しい位置に配置するべくアモルファス状マークの一部を再結晶化させるためにパワーCの消去パルスが使用される。パワーレベルCが増加されると、より多くの材料が結晶化すべきものとなり、これにより立ち下がりエッジを押し戻す。図7及び図8においては、LT分析がC=0.4*Pw(図7)及びC=0.6*Pw(図8)に対して各々なされている(C=0.5*Pwが公称値である)。図7はCが低すぎる場合のLT行列を示し、その結果、アモルファス状マークの充分な逆成長がなく、立ち下がりエッジは右により過ぎる。図8はCが高すぎる場合のLT行列を示し、その結果、アモルファス状マークの過度の逆成長があり、結果として立ち下がりエッジが過度に早く開始する。I2マークの立ち下がりエッジがCのレベルにより影響を受けることが分かる(70,71,80,81)。また、非常に重要なことは、図9(C=0.4からC=0.6のものを引いたLT行列を示す)に示されるように、I2マーク90,91の立ち下がりエッジのみがCの変更により影響を受ける点である。他の全ての立ち上がり及び立ち下がりエッジはその場に留まり、従って殆ど如何なるクロストーク(シンボル間干渉、ISI)も観察されない。このクロストークのなさ故に、エッジずれの情報は、書込方式を補償するために非常に直接的な方法で使用することができる。
I3書込方式100(図10に示すような)においてレベルDを変化させた場合にも同様の測定を実施することができる。結果としてのL及びT行列を見付けることができ、I2書込方式に関するのと同様に、異なる成分の間に殆どクロストークは見られない。I3マークのエッジのみが影響を受け(110,111)、D=0.4からD=0.6のものを引いたLT行列を示す図11に示されるように、I3マークの立ち下がりエッジ111のみが右にずれている。
上記結果は、当該LT方法が、書込方式における非常に固有なパラメータの調整ずれを測定するために使用することができることを示している。この様にして、当該LTモデルは幾つかのパワーレベルを同時に制御するために使用することができる。何故なら、書込方式における各パラメータは自身の固有の影響を有するからである。
書込方式を制御する他の方法は、測定されたエッジずれを使用して、レーザパルスのタイミングを全ての影響痕が正しい位置に来るように修正することである。相変化記録の物理的特性に基づいて、図12に示すような書込方式調整120が使用された。
第1パルスP1をずらすことにより、立ち上がりエッジをディスク上において1対1の態様でずらすことができる。従って、立ち上がりエッジがTの2/16だけ早すぎることを測定した場合、当該書込方式は第1パルスをTの2/16だけ遅く付与することにより調整することができる(立ち下がり部分に対しても同様である)。
この方法を適用した結果を次の図に見ることができる。図13には、簡単な書込方式による書き込みの後のLT測定が示されている。これらのずれは、新たな書込方式を発生するために使用される。この新たな書込方式で書き込み、LT測定を再実行すると、図14が得られる。見られるように、殆ど何の系統的ずれも、最早、見られない。更に、依然として同じパワーを使用しながら、当該信号から全ての非対称性が取り去られている。図示されたように、当該LT方法は、1段階の書込方式最適化を可能にする。
ライトワンス型ディスクに対するLT:ライトワンス型ディスク用の書込方式に関しても、当該LTモデルを、Tのx/16だけ早過ぎる又は遅過ぎる立ち上がり/立ち下がりエッジを補償するために使用することができる。この場合、ディスク上で立ち上がり又は立ち下がりエッジをx/Tなる量だけ移動させるために、どの程度多く書込方式を変更しなければならないかが決定されねばならない。これを調べるために、以下ではI4の書込方式が変更される。I4の書込パルス150が図15に示されている。
以下の実験は、Si/Cuライトワンス型ディスクに対して実行された。I4が書き込まれる方法が変更され、これのLT成分に対する影響が分析された。最後のパルスPLの持続期間を変更する(後端において削除又は追加する)ことにより、立ち下がりエッジの位置が変化する。最後のパルスをTの1/16だけ長くすることにより、I4の立ち下がりエッジは〜3/16Tだけ移動される。最後のパルスの持続期間と立ち下がりエッジの位置との間の観察された関係はリニアであることがわかったので、これを、立ち下がりエッジを正しい位置に配置するために使用することができる。しかしながら、書き込みメカニズムにより、この依存性は非常に敏感である。立ち下がりエッジがディスク上で1/16Tの分解能で配置されることを要する場合、レーザドライバからは3倍の分解能(従って、1/48T)が必要とされる。最後のパルスをずらすことは、立ち下がりエッジの位置に殆ど影響しないことが分かった。これは、当該積層体を加熱するパワーの総量に感応するという、ライトワンス積層体における書き込みプロセスによるものである。立ち下がりエッジの位置は、冷却により当該温度が閾値未満に低下する点により決定される。このパワーが注入される時点を変更することは、当該温度が閾値未満に低下する時点に殆ど影響を与えない。何故なら、これは注入されるパワーの量を変化させないからである。第1パルスの変更のLT成分に対する影響を見ると、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとの間の一層多くのクロストークが発生する。例えば、第1パルスがずらされると、当該温度が書込閾値より高く上昇する時点が変化するのみならず、該温度が閾値より下に冷却する時点も変化する。この結果、クロストークが強くなり、これは、この方法を任意の立ち上がりエッジずれ及び立ち下がりエッジずれの同時的補償に使用するのを困難にさせる。
僅かに遅く又は早く開始させることにより第1パルスの長さ151を変化させることによって、立ち上がりエッジを容易に移動させることができる。この場合、エッジのずれは、パルス長の変化の約3倍となる。更に、第1パルスの開始を右にずらすことは、当該積層体に注入される全パワーも減少させるので、温度は少なくしか上昇せず、従って、立ち下がりエッジでは温度は早く閾を通過する。この結果、反対の傾斜の立ち下がりエッジのずれとなる。第1パルスの長さを変化させることは、第1パルスをずらすことよりも、立ち上がりエッジを位置決めする一層効果的な方法であることが明らかである。僅かなクロストークしか存在しないので、立ち上がりエッジ位置の該制御は、(殆ど)立ち下がりエッジ位置の制御とは無関係と見ることができる。
ROMディスクに対するLT:LTモデルの重要な応用は、ROMディスクにおける使用である。ROMのピット(マーク)及びランド(スペース)の位置は、レーザビーム記録器(LBR)がマスタリング工程の間において感光層を露光する態様により決定される。この工程の後、マスタスタンパを最終的に得るために他の多くのステップが必要である。このスタンパを用いて、射出成形によりROMディスクを作製することができる。影響痕の長さ及び位置を最適化させたい場合、問題は、マスタリング工程とROMディスクの品質を最終的に測定することができる時点との間の長い遅れである。そのような場合、露光/書込方式の1段階最適化を実施することができることが非常に重要である。書換可能型ディスクの場合に示されるように、当該LTモデルは、これを可能にする情報を提供することができる。
重要な状況は、I2のみが過度に短く書き込まれる一方他の全ての影響痕は完全に正しい位置に書き込まれ、且つ、このような効果が感光層を露光するために使用されたレーザパワーとは殆ど無関係であるという状況である。I3ないしI8マークと比較して、I2の立ち上がりエッジは過度に遅く到来し、立ち下がりエッジは過度に早く到来し得る。このような効果は、容量が増加すると一層強くなる。
上記効果は、特定の時間の間オンされるような移動するガウス的スポットの積分された露光線量を計算することにより理解することができる。もし鋭い閾挙動を持つ感光材料を使用した場合、長い影響痕のみが適切な形で開始する。しかしながら、レーザの持続時間が短いと、露光が閾レベルに到達する点は、僅かに遅く開始し、僅かに早く終了する。この結果は、観測されるエッジずれに相関している。この効果は非常に急激であるので、I2のみに影響し、I3ないしI8には影響しない。
この節で述べる実施例は、同期的中央開口信号及び検出されるビットから立ち上がり及び立ち下がりエッジずれを抽出するために使用することができる。斯かるずれは、物理的にディスク上にあるままに測定され、これらは相対的に簡単な補償方法を可能にする。
本発明の実施例は、RW、R及びROMディスクにさえも適用され得る。RW及びRディスクに対しては、書込方式を数ステップで最適化する非常に効率的な方法が提供される。示されたように、RWディスクに対しては、書込方式における特定のパワーレベルを選択的に僅かに変更するようなパワー制御方法を提供することができる。更に、書込方式において書込及び消去パルスのタイミングも調整することができ、全ての発見されたずれを、1段階的最適化処理においてさえも補償することができる。Rディスクに対しては、レーザパルスの位置及び持続期間に対する立ち上がり及び立ち下がりエッジの敏感さが示された。ROMディスクに対しては、中央開口信号の分析が、I2マークが他の全てのマークよりも少ない非対称性で書き込まれることを示した。
本方法は、通常の容量(BDに対しては27GBまで)に対して、及び最短のランレングスが光学的カットオフを超えるような、それより上の容量(BDに対しては30〜37GB等の)容量に対しても良好に動作する。従って、33GBのBDの場合、本発明はI2が過度に小さく又は誤った位置に書き込まれたかを調べる手段を提供する。
更に、本方法はスライサの効果の影響を受けることがない。この効果によれば、時間間隔分析器(TIA)は、I2の長さ/位置が変化されると、全てのI3〜I8において変化を通知してしまう。この"クロストーク"は、書込方式を自動的に補償するためにTIAにより測定されたクラウドプロット(cloud-plots)を使用するのを非常に困難にさせる。
本発明の実施例は、ドライブ装置の書込可能性を改善し、非常に高速な書込方式最適化(事前に分からない媒体に対してさえも)をなす可能性を提供するためにICに組み込むことができる。
以上、本発明を好ましい実施例に関連して説明したが、ここで述べた特定の形態に限定しようとするものではない。むしろ、本発明の範囲は添付請求項によってのみ限定されるものである。
この節において、方法ステップ、特定の数学的モデル、データ表現等の開示された実施例の特定の固有の細部は、本発明の明瞭且つ完全な理解を提供するために、限定というよりは説明の目的で述べられたものである。しかしながら、当業者によれば、本発明が、この開示の趣旨及び範囲を大きく逸脱すること無しに、ここに述べた細部に正確には従わない他の実施例においても実施することができると容易に理解されるであろう。更に、斯かる状況において、且つ、簡略化及び明瞭化の目的で、良く知られた装置、回路及び方法の詳細な説明は、不必要な詳細及び可能性のある混乱を回避するために省略した。
また、請求項には符号が含まれているが、斯かる符号を含めたのは明瞭化の理由によるのみであり、請求項の範囲を限定するものとみなしてはならない。
Claims (13)
- 光記録媒体からの測定された光信号のチャンネルビットの系列における遷移ずれのタイミングを決定する方法であって、該光信号が第1の幅を持つ第1領域から反射された第1区域と、第2の幅を持つ第2領域から反射された第2区域とを有し、前記第1領域から前記第2領域への遷移は前記第1の幅及び前記第2の幅により索引される立ち上がりエッジとして示され、前記第2領域から前記第1領域への遷移は前記第2の幅及び前記第1の幅により索引される立ち下がりエッジとして示され、当該方法が、
a)中央開口信号(CA信号)の形態の測定された光信号の値を供給するステップと、
b)該測定された光信号に対応する変調ビットを供給するステップと、
c)モデル信号を光チャンネルモデルにより計算するステップであって、該計算されたモデル信号が前記立ち上がりエッジ及び前記立ち下がりエッジの入力タイミングを含み、該入力タイミングが入力遷移ずれの系列であるようなステップと、
d)前記立ち上がりエッジ及び前記立ち下がりエッジの出力タイミングを数学的モデルから前記測定された光信号、前記変調ビット及び前記計算されたモデル信号を考慮に入れて決定するステップであって、前記出力タイミングは出力遷移ずれの系列であり、或る評価過程において使用される前記入力タイミングは前の評価過程において決定された前記出力タイミングであり、前記モデル信号と前記測定された信号との間の差が前記入力タイミングと一緒に後続の出力タイミングを計算するために使用されるようなステップと、
e)特定の評価過程において得られた出力遷移ずれの系列が所定の評価規準を満たすまで該評価過程を継続するステップと、
を有し、最後に得られた出力遷移ずれの系列が前記測定されたCA信号のチャンネルビットの平均遷移ずれであるような方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記計算されたモデル信号が、離散有限インパルス応答(FIR)構成により近似される線形光学モデルにより表されるような方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記測定された光信号及び前記計算されたモデル信号の両者が、前記光記録媒体上の変調ビットと同期したビット同期近似により表されるような方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記モデル信号と前記測定された信号との間の差が、平均自乗誤差が最小化されるエラーループにおいて最小化されるような方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記立ち上がりエッジ及び前記立ち下がりエッジのタイミングが、特定の遷移ずれの前の領域の幅及び後続の領域の幅の関数として決定されるような方法。
- 請求項1に記載の方法において、光記録媒体上に特定の光学的影響痕を書き込むための書込パルスにおける1以上の書込パラメータが、特定のタイプの立ち上がりエッジ及び/又は立ち下がりエッジの平均遷移ずれに基づいて最適化されるような方法。
- 請求項6に記載の方法において、
α)光記録媒体から光学的影響痕のパターンを読み取るステップであって、該パターンが1以上の光学的影響痕を含み、これら1以上の光学的影響痕の各々が所定の書込方式に関連されており、該書込方式が1以上の書込パラメータを含むようなステップと、
β)請求項1に記載の方法を実行し、これにより前記測定されたCA信号のチャンネルビットの平均遷移ずれを供給するステップと、
γ)前記1以上の書込パラメータを、一群の所定の規則により調整するステップと、
を更に有するような方法。 - 請求項7に記載の方法において、光学的影響痕の追加のパターンが、前記調整された書込パラメータを使用して前記光記録媒体に供給され、前記ステップα)、β)及びγ)を繰り返すような方法。
- 請求項7に記載の方法において、前記1以上の書込パラメータが、パワーレベル及び/又はレベル持続期間を含むような方法。
- 請求項1に記載の方法を実行するモジュールにおいて、該モジュールが、
測定されたサンプリングされた波形の形態の前記CA信号を入力する第1入力部と、
チャンネルビットストリームを入力する第2入力部と、
前記CA信号及び前記チャンネルビットストリームを請求項1に記載の方法に従って処理する手段と、
前記CA信号のチャンネルビットの平均遷移ずれを出力する出力部と、
オプションとしての、前記遷移ずれを規則に従って評価する処理手段と、
を有するようなモジュール。 - − 光記録媒体上に光学的影響痕を記録するための制御可能な値の書込パワーレベルを持つ放射ビームを放出するような放射源と、
− 前記記録された影響痕を読み取ると共に対応する読取信号部分を形成する読取ユニットと、
− 書込方式における前記パワーレベル及び/又はレベルの持続期間を、請求項1に記載の方法により決定された前記測定されたCA信号の特定のタイプの立ち上がりエッジ及び/又は立ち下がりエッジの平均遷移ずれに従って調整する手段と、
を有する光記録装置。 - 光記録装置を制御する集積回路(IC)であって、該集積回路が、書込方式における1以上の書込パラメータを請求項1に記載の方法により決定された前記測定されたCA信号の特定のタイプの立ち上がりエッジ及び/又は立ち下がりエッジの平均遷移ずれに従って調整するように構成されている集積回路。
- 請求項1に記載の方法を実行するためのコンピュータ読み取り可能なプログラムコード。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090303 |