JP4100349B2

JP4100349B2 - 信号評価方法、およびその装置

Info

Publication number: JP4100349B2
Application number: JP2004020689A
Authority: JP
Inventors: 武志前田; 浩行峯邑; 敦菊川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-01-29
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2024-01-29
Also published as: JP2005216364A

Description

本発明は、光学的特性変化を用いて媒体に情報を記録再生する方式及び装置に係わり、特に光ディスク装置に関するものである。

光学的に情報を回転ディスクに記録し、再生する光ディスクにおいては、光ディスクの装置間の互換性を達成するために、情報を記録する方法と再生する方法について標準的な方法を規定し、特定の媒体について、再生信号特性を評価し、前記特性が最適になるように、該記録再生方法のパラメータを決めることが行われている。最近では青色半導体レーザを光源として、高分解能のレンズを用いた光ディスク系が提案されている。

この系では、上記再生方法として、リミットイコライザが採用され、記録方法としては、マルチパルス記録波形が採用されている。特定の媒体をこの記録再生方法の組み合わせで、再生信号品質を評価し、この品質が最良となるように、記録再生方法のパラメータを最適化している。

上記、青色光源と高分解能のレンズを用いた光ディスクを実用化する装置においては、最近の記憶装置で使われている信号処理方法を適用し、信号検出マージンを拡大しようとする試みがなされている。特に、そのような信号処理方法として、パーシャル・レスポンス・マキシマム・ライクリーフッド、または略してPRML（Partial Response Maximum Likelihood）がある。これはパーシャルレスポンス技術と最尤推定法を組み合わせ、伝送路誤りを起こす確率の高いシステムで、高い伝送効率を実現する技術である。最近では、ハードディスク、ディジタルＶＴＲ等に応用され、記録密度の２０〜５０％の改善を実現しており、光ディスクにおいても適用が始まっている。この信号処理方式はパーシャルレスポンス技術を使って、情報マークからの応答を干渉させて得られる再生波形の全体の形を検出して、情報マークを推定する方法であり、このために記録マークはマークからの応答が常に一定になるように記録マークの形状全体を記録方式のパラメータを設定する。再生方法のパラメータは一定になるように制御されたマークを特定の再生系、すなわち、ヘッド、信号処理回路に通したときに、特定の応答を示すように再生方法のパラメータを設定する。

一方、従来使われてきたリミットイコライザは信号対ノイズ比を向上させるために、特定レベル以上の信号をリミット（制限する）して、信号を２値のレベルのみにし、レベルの遷移点を情報マークのエッジとして検出するものであり、ＰＲＭＬ方式が線形性を必要とするのとは異なる非線形再生方式である。リミットイコライザに関しては、以下の文献に詳しい。
参考文献：“Signal Processing for 15/27 GB Read-Only Disk System”, Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 39 （2000） pp. 819-823, Part 1, No. 2B, February 2000
この方式ではマークのエッジ位置にリミット後のレベル遷移点が対応するように、情報マークの記録方式パラメータを最適化し、再生方式のパラメータを最適値に設定する。このように記録されたマークをＰＲＭＬに最適な再生方式で再生すると、信号品質が劣化する恐れがある。すなわち、現在の書き換え形光ディスクでは各媒体メーカが評価方法として規定された、記録再生方式を用い、少なくとも記録パラメータをディスクの特定領域に記録し、このディスクを装着した装置はその記録方式のパラメータを読み込み、記録を行う。そのため、記録方式がＰＲＭＬに最適になっていないと、ＰＲＭＬに対応した装置では信号品質が低下する恐れがある。本発明は以上の問題点を解決する方法を提案する。

Signal Processing for 15/27 GB Read-Only Disk System, Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 39 （2000） pp. 819-823, Part 1, No. 2B, February 2000

解決方法には２つの解決方法がある。

一つは再生方法の規定に唯一の再生方法を認めるのではなく、２つ以上の再生方法を認め、一つの記録方法のパラメータで、２つ以上の各再生方法でそれぞれ再生したときの信号品質が各再生方式で均等に良好になるように各再生方式のパラメータを設定する。ディスクにパラメータを記録するときには、一つの記録パラメータと２つ以上の再生パラメータを一組として記録する。このようなディスクが装着されると装置は自分が選択する再生方式のパラメータを選択し、ディスク上に記録された記録パラメータを用いて情報を記録する。

もう一つの解決方法は、各再生方式のパラメータと最良の信号品質を実現できる記録パラメータの組み合わせを評価により決定し、各再生方式ごとに各組み合わせパラメータをディスクの特定領域に記録しておき、このディスクを装着時に、装置がこれを読み込み、装置が選択する再生方式の記録再生パラメータを設定することにする。

このように、２つの解決策のいずれかにより、再生方式の違いがある場合にも互換性を維持することができる。

本発明によると、違う再生方式を用いて情報を再生する光ディスクにおいても互換性を維持して記録再生を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下の図において、同じ機能部分には同じ符号を付けて説明する。

図１に評価装置の概要を示す。入力データをNRZIに変換し、マーク部とギャップ部の長さに従って、次のマルチパルスのタイミングを変えるタイミングテーブルに入力し、その出力をマルチパルスを発生する記録波形発生部に入力し、マルチパルスを発生する。マルチパルスと入力データの関係については、以下の文献に詳しく述べられている。
参考文献：“High-Density Recording Mechanism of Magneto-optical Disks”, Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 36 (1997) pp. 504-513, Part 1, No. 1B, January 1997
このマルチパルスを記録ヘッドに入力し、ヘッド内のレーザ光源を駆動し、ヘッドがディスク上に集光スポットのエネルギーを変調することにより、情報をディスクに記録する。この一連の記録系の構成と動作は、以下の文献のテスト方法のレファレンスドライブと記録条件に詳しい。
参考文献：“120 mm （4.7 GBytes per side） and 80 mm （1.46 GBytes per side） DVD rewritable optical disk (DVD-RAM)”, Standard ECMA-330
再生系では、ディスク上に記録されたマークを、再生ヘッドで読み取り、プリアンプで電気信号に変換し、信号処理系に入力し、再生データを検出する。
この再生系の構成についても、前記、参考文献に詳述されている。再生データと入力データを比較して、情報の記録再生特性を総合的に評価する。

本発明では図２に示すように、信号処理系に２つの信号処理回路を用いる。一つの信号処理回路として、リミットイコライザを採用し、この場合の再生方式のパラメータとしてはイコライザの伝達特性とリミットターの制限レベル等がある。

もう一方のPRMLの特性を評価する信号処理方式としては、種々の方法が提案されているが、たとえば、以下の文献に詳しいMLSE（Maximum-likelihood sequence error）がある。これは、パーシャルレスポンスにより、再生信号の取りうるレベル近傍に存在する実在レベルの分布を、エラーになりやすいレベルの遷移のケースについてのみ評価するものであり、再生データと記録データの照合から得られるエラー率と良い相関を持っている。
参考文献：“Signal Qualification Method for PRML Read/Write Channel”, Technical Digest of International Symposium on Optical Memory 2003, We-F-24,
再生方式のパラメータとしては、パーシャルレスポンスのレスポンス係数、フィルタ特性等がある。

実際に、変調方式として１−７変調を採用し、リミットイコライザを用いて、記録方式として、マルチパルスとタイミングテーブルによる補正使用して、エラー率が最小となる記録再生状態を探し、同じ記録パラメータで記録されたマークを上記MLSEで評価すると、１−７変調では検出窓幅をTwとすると、最短マークは２Twとなるが、その次の長さのマーク長３Tw近傍のマークとギャップの組み合わせのエッジ位置が変動し、そのためPRML方式で再生すると特定の遷移状態でエラーが発生しやすくなっている。そこで、図２の信号処理回路の再生データ１と２を見ながら、この３Tw近傍長さのマークとギャップの組み合わせに関するテーブルの値をMLSE評価でマージンをもてるように変化させ、同時にリミットイコライザ評価でもマージンをもてるように変化させる。このようにして、得られた記録パラメータ、テーブル値、マルチパルスのパワーレベル、パルス間隔等とリミットイコライザ、MLSEのパラメータをディスクの制御情報を記録する領域に書き込む。この領域としては、たとえば、前述のECMA規格書ではコントロールデータゾーンという名称で規定されている。

上記変化によっても、両方のマージンが両立しないときは、各再生方式に最適な記録パラメータをこの再生パラメータと一組にして、各再生方式ごとに上記領域に記録する。

このディスクを装着した装置は上記制御情報を記録した領域から制御情報を読み込み、これにしたがって記録再生を行う。

High-Density Recording Mechanism of Magneto-optical Disks", Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 36 （1997） pp. 504-513, Part 1, No. 1B, January 1997

120 mm （4.7 GBytes per side） and 80 mm （1.46 GBytes per side） DVD rewritable optical disk （DVD-RAM）", Standard ECMA-330 Signal Qualification Method for PRML Read/Write Channel", Technical Digest of International Symposium on Optical Memory 2003, We-F-24

本願実施例の光ディスク評価装置の全体構成を示す図。信号処理系に２つの信号処理回路を用いることを示す図。

Claims

光変調されたマルチパルスを光ディスク上に集光することにより当該光ディスクにマークとギャップを形成して情報を記録する光ディスク装置における記録再生方式の評価方法において、
前記光変調の変調方式を、検出窓幅をＴ _Ｗとして、１−７変調方式とし、
当該１−７変調された入力データを符号化規則ＮＲＺＩにより符号列に変換し、当該符号列を構成するパルスのタイミングをタイミングテーブルにより補正することにより前記マルチパルスを形成し、
当該マルチパルスを前記光ディスクに記録し、
当該記録されたマルチパルスの再生信号をＰＲＭＬを用いた信号処理系で評価し、かつ、当該マルチパルスの再生信号をリミットイコライザを用いた信号処理系で評価し、
マーク長が３Ｔ _Ｗ近傍のマルチパルスに対する前記タイミング補正のための前記タイミングテーブルのテーブル値を、前記光ディスクに記録されたマルチパルスの再生信号品質が、前記ＰＲＭＬを用いた信号処理系と前記リミットイコライザを用いた信号処理系のいずれに対しても所定のマージンを持てるように変化させることにより、エラー率が最小となるような前記テーブル値を決定し、
当該決定されたテーブル値を前記光ディスクの特定領域に記録することを特徴とする記録再生方式の評価方法。
請求項１に記載の記録再生方式の評価方法において、
前記テーブル値を記録する光ディスクの特定領域は当該光ディスクの制御情報を記録する領域であることを特徴とする記録再生方式の評価方法。