JP4655892B2 - 記録再生装置、記録方法 - Google Patents

Description

本発明は最尤復号を用いた記録再生を行うシステムでの記録再生装置、記録方法にかかり、またその記録再生装置に用いることのできる評価値演算装置、評価値演算方法に関する。

特許第３６７４１６０号公報 特開２００４−３３５０７９号公報

光ディスク等の光記録媒体に対する記録再生装置においては、記録媒体に記録を行う際の記録条件として、レーザ光の発光パルス幅やレベル等を最適な状態に調整することが行われている。
この記録条件の決定要素としては、再生信号のゼロクロス点もしくは２値化後のタイミングエッジ誤差を統計した平均値と分散値が一般的であったが、最尤復号を用いた信号再生系にとって十分に余裕度を上げることが出来ないという事情があった。

ここで、上記特許文献１に記載されているように、最尤復号処理における差メトリックを再生マージン評価手法とする技術が提案され、最尤復号系にとっての記録後信号品質を評価する手法が確立された。
また、上記特許文献２には最尤復号における差メトリックを用いて算出した評価値を 記録条件にフィードバックして利用する技術が提案されている。ところがこの特許文献２に記載の技術は、差メトリックによる評価値が、その誤差が時間軸と一致した評価値ではなく、記録マークのエッジ誤差と捉えられないため、マークエッジの適正化のための記録条件の調整という観点からは不都合があった。

そこで本発明は、最尤復号処理を行う記録再生システムにおいて、より適切な評価値を得るようにすること、及びその評価値を用いて記録条件を適切に調整できるようにすることを目的とする。

本発明の記録再生装置は、記録媒体に対して、マーク及びスペースで表現される情報を書き込み、又読み出す書込／読出手段と、上記書込／読出手段により上記記録媒体から読み出される信号について最尤復号処理を行う最尤復号手段と、上記最尤復号手段における最尤復号処理で得られる記録系列のうち最尤復号処理におけるユークリッド距離が最小であるパスの存在する記録系列である特定の記録系列についての、上記最尤復号処理過程で得られる差メトリックを抽出する差メトリック選択手段と、上記差メトリック選択手段で選択された差メトリックについて、上記マークの時間軸上のエッジシフト方向に応じて演算方式を選択し、差メトリックの理想値からの誤差を時間軸上のエッジシフト方向とともに表現する差メトリック誤差値を算出する差メトリック誤差値演算手段と、上記記録系列について、上記マークのエッジ前後のマーク／スペース長を判別するマークエッジ判別手段と、上記差メトリック誤差値演算手段で算出された差メトリック誤差値を、合流点の状態毎に分類し、該合流点の状態毎の分類に、さらに、エッジ前後のマーク／スペース長の分類も加えて統計処理を行うことで、第１の評価値を生成する統計処理手段と、上記統計処理手段で得られる上記第１の評価値を用いて記録条件を算出する記録条件算出手段と、上記記録条件算出手段で算出された記録条件で、上記書込／読出手段における書込動作のための記録信号を発生する記録信号発生手段と、を備え、上記最尤復号手段における最尤復号処理で得られる記録系列のうち上記特定の記録系列についての差メトリックの標準偏差を算出し、算出した標準偏差を用いて第２の評価値を生成する標準偏差演算手段と、上記第２の評価値から、上記記録信号発生手段に設定されている記録条件の適否を判定するとともに、上記統計処理手段で得られた上記第１の評価値から、記録条件を適正化するための補正量を決定する適否判定手段とを、更に備える。

本発明の記録方法は、記録媒体上でマーク及びスペースで表現された情報を再生した際に、最尤復号処理で得られる記録系列のうち最尤復号処理におけるユークリッド距離が最小であるパスの存在する記録系列である特定の記録系列についての、上記最尤復号処理過程で得られる差メトリックを抽出する差メトリック選択ステップと、上記差メトリック選択ステップで選択された差メトリックについて、上記マークの時間軸上のエッジシフト方向に応じて演算方式を選択し、差メトリックの理想値からの誤差を時間軸上のエッジシフト方向とともに表現する差メトリック誤差値を算出する差メトリック誤差値演算ステップと、上記記録系列について、上記マークのエッジ前後のマーク／スペース長を判別するマークエッジ判別ステップと、上記差メトリック誤差値演算ステップで算出された差メトリック誤差値を、合流点の状態毎に分類し、該合流点の状態毎の分類に、さらに、エッジ前後のマーク／スペース長の分類も加えて統計処理を行うことで、第１の評価値を生成する統計処理ステップと、上記統計処理ステップで得られる上記第１の評価値を用いて記録条件を算出する記録条件算出ステップと、上記記録条件算出ステップで算出された記録条件で、上記記録媒体への記録が行われるように設定する記録条件設定ステップと、を備え、上記最尤復号処理で得られる記録系列のうち上記特定の記録系列についての差メトリックの標準偏差を算出し、算出した標準偏差を用いて第２の評価値を生成する標準偏差演算ステップと、上記第２の評価値から、上記設定されている記録条件の適否を判定するとともに、上記統計処理ステップで得られた上記第１の評価値から、記録条件を適正化するための補正量を決定する適否判定ステップとを、更に備える。

これらの本発明は、最尤復号を用いた信号再生系に最適となるような記録媒体への記録条件を求めるために、再生信号を最尤復号器で検出した際の検出結果より、理想値からの誤差とその方向を得るための評価値を生成する。
例えば最小ランレングスを制限した最尤復号処理で得られる記録系列のうち、ユークリッド距離が最小であるパスの存在するパス、つまり１ビットシフトエラーの可能性があるパスについての差メトリックから評価値を生成する際に、差メトリックの理想値との誤差をあらわす差メトリック誤差値を、マークエッジの時間軸上のエッジシフト方向に応じて演算方式を選択して算出する。そして、得られた差メトリック誤差値を、合流点の状態毎（更には前後のマーク／スペース長に応じて）に分類して統計することで評価値を得る。
これは、ある状態から分岐した１組のパスが次の最も早い機会に合流する合流点の差メトリックを選んで統計処理する際に、理想値からの誤差をエッジシフト量として捉えたときの符号を時間軸上であわせるように算出した値（差メトリック誤差値）を、合流点の状態により分類して統計処理するものといえる。

本発明によれば、差メトリックの理想値からの誤差を、エッジシフト量として捉えたときの符号を時間軸上であわせて算出した差メトリック誤差値を、合流点の状態により分類して求めて評価値とする。この評価値が０に近づく記録条件を求め、その条件による記録を行うことで、最尤復号処理における差メトリックの標準偏差が最適な状態となる再生信号を得ることが可能となる。よって、最尤復号系にとって誤り率の低い再生信号品質を得るための記録条件を得ることができるという効果がある。
また記録媒体上のマークエッジを評価する手法として、再生信号のゼロクロス点もしくは２値化後のタイミングエッジ誤差を統計して評価する手法からの置き換えが容易であり、従来からの記録条件最適化手法を用いて、最尤復号系にとって誤り率の低い再生信号品質を得ることが容易に可能となる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
まず、ユークリッド距離が最小であるパスの記録系列に相当する再生信号系列パスの尤度の差を求める処理について説明する。なお、ここでは、パーシャルレスポンス方式での記録／再生を行ない、ビタビ復号等の最尤復号を行なうＰＲＭＬ（Partial-Response Maximum-Likelihood）方式において、パーシャルレスポンス特性を図１に示すように、（Ｂ／２，Ａ，Ｂ／２）に選び、かつ、ＲＬＬ（１，７）符号等のランレングスリミテッド（Run Length Limited）符号を用い、最小ランレングスを１に制限した場合を例に説明する。

ｋサンプル時における記録ビット系列ｂ_k ∋（０，１）で決まる状態Ｓ_kは、図２に示すように、Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の４状態になる。
各状態は、次の記録ビットの値によって次の状態に遷移する。このときの状態遷移を示すトレリス線図を図３に示す。図３中の○印が各時刻における状態を、矢印が記録ビットによる状態遷移を示す。矢印で示す状態遷移をブランチと呼び、ブランチの識別子としてａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆの各文字をあてる。
各ブランチと、記録ビット系列ｂ_k、前後の状態Ｓ_k-1，Ｓ_k、期待値ｙ_k、ブランチメトリック（ｚ_k−ｙ_k）²の関係を図４に示す。

期待値ｙ_kは、ノイズや歪のない理想再生チャンネルの記録ビット系列ｂ_kに対する出力を意味し、次の（数１）で値が決まる。

ここで、ｂ’_kは、ｂ_kの０を−１、ｂ_kの１を１に割り当てたものである。ブランチメトリック（ｚ_k−ｙ_k）²は、実際の再生系列ｚ_kと各ブランチの期待値ｙ_kとの差を表わす量であり、各ブランチの添え字をつけて、ｂｍａ_k，ｂｍｂ_k等とする。
図３，図４では、最小ランレングスを１に制限した場合の禁止パターン｛…０，１，０…｝，｛…１，０，１…｝に相当するブランチが除かれている。

ビタビ復号においては、図３に示した状態Ｓ０に合流するブランチａ，ｂや、状態Ｓ２に合流するブランチｄ，ｅを各サンプル毎に選択していく。
状態Ｓ１，Ｓ３では、ブランチｃ，ｆが選択なしに残る。この結果、途切れることなく残ったひと続きのパスに相当する記録系列を、実際に記録された系列として検出するものである。
この選択条件を図５に示す。
図５において、メトリックｍ０_k-1は、ｋ−１サンプルにおける状態Ｓ０に残ったパスのブランチメトリックの累積値である。ｋサンプルにおいては、ブランチａ，ｂからのメトリックの小さい方を選択し、その値をｍ０_kとして、次のｋ＋１サンプルでの選択に用いる。状態Ｓ２についても同様の処理を行なう。状態Ｓ１，Ｓ３については、最小ランレングスの制限により、図３に示すように状態Ｓ０，Ｓ２のメトリックを選択なしに引き継ぐ。

Ｎビットの真の記録系列に相当するパスを誤ることなく選択した場合のメトリックは、次の（数２）で表わされる。

ここで、ｙ_kは真の記録系列に相当する真の期待値列である。これをＮ次元ベクトル｛ｙ_k｝とすると、実際の入力ベクトル｛ｚ_k｝とのユークリッド距離の２乗値に相当する。
前述の選択では生き残りパスのメトリックを最小になるように処理するので、ｍｘ_kは最小値である。したがって、記録系列ベクトルに最も距離の近いパスが生き残ることになる。これは上記（数２）より、実際の再生系列ｚ_kが真の記録系列に相当する真の期待値列ｙ_kに一致すれば０、一致しないものが１つでもあれば非零の正の値をとることによりあきらかである。

このビタビ復号方式において、エラーの発生するのはパスの選択を誤った場合である。例えば、ｋサンプルにおける記録系列の状態がＳ０である場合、正しい遷移がブランチａ（＝Ｓ０→Ｓ０）であるのに、ブランチｂ（＝Ｓ３→Ｓ０）を選択した場合になる。これは、図５から、
ｍ３_k-1＋ｂｍｂ_k−（ｍ０_k-1＋ｂｍａ_k）＜０
の場合である。逆に記録系列の状態がＳ３であるならば、
ｍ０_k-1＋ｂｍａ_k−（ｍ３_k-1＋ｂｍｂ_k）≦０
の時に誤りが発生する。この差を差メトリックΔｍ_kとし、各遷移に対しエラーが発生する場合に負の値をとるようにするため、図６のように設定する。

再生系列ｚ_kに対し、復号の結果、または同期信号により、正しい記録系列と同期をとり、各記録系列に応じた差メトリックΔｍ_kを求めれば、その分布が正の方向に離れていれば、誤りが発生しにくくなる。
この分布は再生信号振幅のばらつきを反映したものであり、多くの記録媒体においては、ノイズ等が原因になることから、平均値を中心とした正規分布を示し、平均値がμ、標準偏差がσである場合、確率密度分布関数は、次の（数３）で表わされる。

また、負の値を取る確率は、次の（数４）で表わされる。

図７には、差メトリックの標準偏差σ_Δｍから差メトリックの平均値μ_Δｍを除算した値とプロバビリティとの関係を示しているが、この図７からわかるように、差メトリックΔｍk の平均値μ_Δｍと標準偏差σ_Δｍがわかれば、σ_Δｍ／μ_Δｍを最小化すれば、誤り率の最小化が可能になる。

ここで、全再生系列に対し状態Ｓ０，Ｓ２における差メトリックを用いると、最悪パスとの距離がパターンによりばらつき、他種類の平均値＝中心値を持つ分布の集りになり、正規分布と異なる分布となることより、σ_Δｍ／μ_Δｍと誤り率の相関が小さくなってしまう。

したがって、もっとも、差メトリックΔｍが負の値をとる確率が高い２つのパス間の距離が最小値を持つものを記録系列の中から選び出す必要がある。このようなものは、ある状態から分岐した１組のパスが次の早い機会に合流する場合であり、本説明の場合は、図８に示す２組４つのパスである。即ち図８（ａ）に示す状態Ｓ０→Ｓ０→Ｓ１→Ｓ２のパス（以下PathA）と、状態Ｓ０→Ｓ１→Ｓ２→Ｓ２のパス（以下PathB）との組と、図８（ｂ）に示す状態Ｓ２→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ０のパス（以下PathC）と、状態Ｓ２→Ｓ３→Ｓ０→Ｓ０のパス（以下PathD）との組である。
”１”側を記録マークレベルとすると、この図８（ａ）は前方マークエッジ、図８（ｂ）は後方マークエッジを示している。

図９には、各パスの状態遷移と、そのパスに対抗するパスを示している。
図９に示すパスの内で、例えばｋサンプル目の記録状態が状態Ｓ２で、１サンプル前が状態Ｓ１、２サンプル前が状態Ｓ０、３サンプル前が状態Ｓ０である場合、状態Ｓ０で図３のブランチａを選択するものとして、図６にしたがって差メトリックΔｍを演算し、その平均値μ_Δｍと標準偏差σ_Δｍを求めていけばよく、これが誤り率最小化のための１つの指標となる。

但し、このσ_Δｍ／μ_Δｍは、時間軸上の誤差をエッジシフト量として捉えたときの符号を、時間軸上であわせて統計した評価値ではない。
そこで本例では、上記PathA、PathB、PathC、PathDという特定の記録系列の差メトリック、つまりこの場合は、最小ランレングスを制限した最尤復号処理におけるユークリッド距離が最小であるパスの存在する記録系列についての差メトリックに対して、マークの時間軸上のエッジシフト方向に応じて演算方式を選択し、差メトリックの理想値からの誤差を時間軸上のエッジシフト方向とともに表現する差メトリック誤差値を算出する。そして差メトリック誤差値を、合流点の状態毎に分類して統計することで、評価値を生成するようにするものである。

図１０は実施の形態の記録再生装置の要部のブロック図を示している。
情報を記録する記録媒体としての光ディスク１は、記録／再生時にはスピンドルモータ２によって回転される。
光学ヘッド３（光ピックアップ）は、レーザダイオードから出力したレーザ光を、所定の光学系により対物レンズから光ディスク１に照射する。また光ディスク１からの反射光を、所定の光学系を介してフォトディテクタに導き、反射光量に応じた電気信号を得る。また複数のフォトディテクタで検出された各光量信号に対して演算処理をおこない、記録された情報の再生信号ｓＡ（再生ＲＦ信号）や、トラッキング、フォーカスなどの各種サーボエラー信号を生成する。

記録時には、記録信号発生器１２から記録信号ｓＪが光学ヘッド３に供給される。記録信号ｓＪは、光学ヘッド３内のレーザダイオードの駆動信号であり、レーザダイオードは記録信号ｓＪに応じて発光駆動される。
記録時には、光ディスク１に記録しようとする記録データが、記録データエンコーダ１３で、例えばＲＬＬ（１，７）変調等のエンコード処理が施され、そのエンコード信号ｓＧが記録信号発生器１２に供給される。記録信号発生器１２では、エンコード信号ｓＧに応じたレーザ駆動信号としての記録信号ｓＪを生成する。
なお、レーザ駆動信号としてのパルスレベルやパルス幅は、後述するようにスイッチ１０を介して供給される記録条件（ｓＩ又はｓＫ）に応じて設定される。つまり記録信号発生器１２は、レーザを発光させる強度を設定する機能と、発光時間を設定する機能を備えており、レーザ駆動信号としての記録信号ｓＪを調整することで、光ディスク１に対する記録条件を調整することが可能である。

再生時には、光学ヘッド３で読み出された再生信号ｓＡは再生クロック生成／サンプリング回路４に供給される。再生クロック生成／サンプリング回路４では、ＰＬＬ回路を用いて再生信号ｓＡに同期した再生クロックｓＢを生成し、また再生信号ｓＡのサンプリングを行ってサンプリング信号ｓＣを出力する。再生クロックｓＢは最尤復号器５、記録状態検出器６での処理に用いられる。
サンプリング信号ｓＣは、最尤復号器５に供給され、パーシャルレスポンス等化処理やビタビ復号が行われる。最尤復号器５での復号処理で得られた推定記録系列ｓＤは、記録状態検出器６に供給され、記録状態検出器６で記録状態系列ｓＦが生成される。
また最尤復号器５での復号過程において差メトリックｓＥが算出される。

記録状態検出器６で検出された記録状態系列ｓＦは、評価値演算器８、及び標準偏差演算器９に供給される。また最尤復号器５で得られる差メトリックｓＥは、遅延器７を介して評価値演算器８、及び標準偏差演算器９に供給される。遅延器７は、差メトリックｓＥと記録状態系列ｓＦのタイミング同期をとるために、差メトリックｓＥに、記録状態検出器６での検出処理時間分の遅延を与えるものである。

評価値演算器８では、上記PathA、PathB、PathC、PathDという特定の記録系列、つまり最小ランレングスを制限した最尤復号処理におけるユークリッド距離が最小であるパスの存在する記録系列についての差メトリックｓＥに対して、マークの時間軸上のエッジシフト方向に応じて演算方式を選択し、差メトリックの理想値からの誤差を時間軸上のエッジシフト方向とともに表現する差メトリック誤差値を算出する。そして差メトリック誤差値を、合流点の状態毎に分類して統計することで、評価値（以下、第１の評価値ともいう）ｓＨを生成する。評価値演算器８については詳しくは図１１，図１２で後述する。

標準偏差演算器９は、同じく上記PathA、PathB、PathC、PathDの２組４つのパスの合流点の差メトリックｓＥを選び、平均値と標準偏差を演算し、標準偏差を平均値で除算してσ＿Δｍ／μ＿Δｍを得、これを評価値（以下、第２の評価値ともいう）ｓＬとして出力する。

ＣＰＵ１１は、記録再生装置のコントローラとして各部を制御するが、図１０に示す範囲においては、記録条件設定に関する処理を行う。
記録条件設定に関する処理のため、ＣＰＵ１１はスイッチ１０の切換制御や、初回記録条件ｓＩの供給を行う。初回記録条件ｓＩとは、記録条件調整が行われる前のデフォルトの記録条件として記録信号発生器１２に設定する記録条件である。
また最適な記録条件設定のために、ＣＰＵ１１には評価値演算器８からの第１の評価値ｓＨと、標準偏差演算器９からの第２の評価値ｓＬが供給される。ＣＰＵ１１は、第２の評価値ｓＬにより、その時点での記録条件が適正であるか否かの判断を行う。またＣＰＵ１１は第１の評価値ｓＨに基づいて記録条件を適正化するための補正量を決定し、修正記録条件ｓＫを発生させる。
記録条件調整前の時点では、ＣＰＵ１１はスイッチ１０でｔａ端子を選択させた状態で初回記録条件ｓＩを出力し、記録信号発生器１２に供給する。この場合記録信号発生器１２からの記録信号ｓＪは、初回記録条件ｓＩに応じたものとなる。
またＣＰＵ１１は、修正記録条件ｓＫを発生させる際には、スイッチ１０にｔｂ端子を選択させる。これにより記録信号発生器１２に修正記録条件ｓＫを設定する。この場合記録信号発生器１２からの記録信号ｓＪは、修正記録条件ｓＫに応じたものとなる。

この図１０の構成においては、評価値演算器８により、記録条件調整に好適な評価値ｓＨを生成するものである。以下、評価値演算器８について詳しく説明する。
上述したように、最小ランレングスを制限した最尤復号におけるユークリッド距離が最小であるパスの存在する記録系列に相当する再生信号系列パスの尤度の差を求め、その尤度の差をある状態から分岐した１組のパスが次の最も早い機会に合流する合流点の差メトリックを統計処理し、標準偏差σ_Δｍと平均値μ_Δｍを求め、標準偏差を平均値で除算した評価指標σ_Δｍ／μ_Δｍを用いることで、再生時の誤り率が評価可能であることが分かっている。よって再生信号のσ_Δｍ／μ_Δｍが最小となる記録条件を求めれば、再生時の誤り率が低い再生信号が得られるが、その為には、再生信号の理想値からの誤差量とその方向を検出する必要がある。

この誤差量とその方向を検出する為に必要な要素は次のようになる。
・σ_Δｍ／μ_Δｍの評価対象パスは、図８（ａ）（ｂ）に示す２組の４つのパス（PathA、PathB、PathC、PathD）である。上述のように”１”側を記録マークレベルとすれば、図８（ａ）は前方マークエッジ、図８（ｂ）は後方マークエッジの場合に相当する。よって、合流点の状態によって分類し、差メトリックの統計処理結果を集計することで、マークエッジにより分類することが出来る。
・また、評価対象パスの差メトリックΔｍの理想値からの誤差で、マークエッジのシフト量を評価することが可能であるが、組となっているパスの差メトリックの極性は、時間軸上で見たマークエッジシフト方向は逆となるパスが存在するため、評価対象パスの差メトリックを合流点の状態により集計するだけでは、マークエッジのシフト方向までは判断が出来ない。
例えば、前方マークエッジが時間上で進む方向にシフトすると、PathAの場合、差メトリックは＋となるが、PathBの差メトリックは−となる。
また、後方マークエッジが時間上で進む方向にシフトすると、PathCの場合、差メトリックは＋となるが、PathDの差メトリックは−となる。
再生信号としては、組となるパスの差メトリックのバランスが取れていることが重要である。

そこで、正しい記録系列と一致した時の差メトリックを理想値とし、理想値からの誤差を記録マークエッジのシフト方向が時間軸上で正となる方向を正とした差メトリック誤差値DM_MEPを定義する。
差メトリック誤差値DM_MEPは、次のように算出される。
・PathA又はPathCの場合、
DM_MEP＝Δｍ−ＤＭopt
・PathB又はPathDの場合、
DM_MEP＝ＤＭopt−Δｍ
但し、ＤＭoptは差メトリックの理想値である。

このように算出される差メトリック誤差値DM_MEPを、パスの合流点の状態により分類して集計することにより、対象エッジの差メトリックの理想値からの誤差を評価することが可能となる。
つまり、パスの合流点が状態Ｓ２となるPathA、PathBの差メトリック誤差値DM_MEPについては、前方マークエッジの差メトリック誤差値「DM_MEP_FRONT」とし、またパスの合流点が状態Ｓ０となるPathC、Pathdの差メトリック誤差値DM_MEPについては、後方マークエッジの差メトリック誤差値「DM_MEP_REAR」としたすると、
ΣDM_MEP_FRONT＝ΣDM_MEP（PathA）＋ΣDM_MEP（PathB）
ΣDM_MEP_REAR＝ΣDM_MEP（PathC）＋ΣDM_MEP（PathD）
として集計する。これらの集計結果の平均値をとった値からマークエッジのシフト量を評価することができる。

なお、差メトリック誤差値DM_MEPを算出する対象パスの前後の状態を記憶し、エッジ前後のマーク長、スペース長を判定し、そのパターンに応じて分類して統計、評価することで、記録条件をマーク長、スペース長によって場合分けて調整することが可能である。従来の評価手法との置き換えを行う場合は、従来の評価手法と同じとするか、或いは記録信号発生器１２の機能に応じて、判定するマーク長、スペース長を設定すればよい。
即ち、評価値演算器８は、エッジの前後のマーク長、スペース長に応じて分類し統計したDM_MEP積算結果と積算数、もしくは、DM_MEPの平均値を出力する機能を持った演算器としてもよい。

以上のような評価値演算器８は、例えば図１１のように構成される。
差メトリック選択器２１は、最小ランレングスを制限した最尤復号処理で得られる記録系列のうち、ユークリッド距離が最小であるパスの存在する記録系列についての差メトリックを選択する。つまり、最尤復号器５から遅延器７を介して差メトリックｓＥが供給されてくるが、記録状態検出器６からの記録状態系列ｓＦによって、対象パスである、PathA、PathB、PathC、PathDについての差メトリックであるか否かを判断し、これらを選択してDM_MEP演算器２２に供給する。

DM_MEP演算器２２は、選択された差メトリックｓＥについて、マークの時間軸上のエッジシフト方向に応じて演算方式を選択し、差メトリックの理想値からの誤差を時間軸上のエッジシフト方向とともに表現する差メトリック誤差値DM_MEPを算出する。
つまり、差メトリック選択器２１で選択された差メトリックｓＥについて、記録状態系列ｓＦから、PathA、PathB、PathC、PathDのいずれの差メトリックｓＥであるかを判断する。そしてPathA又はPathCの場合は、DM_MEP＝Δｍ−ＤＭopt の演算により差メトリック誤差値DM_MEPを算出し、またPathB又はPathDの場合は、DM_MEP＝ＤＭopt−Δｍの演算により差メトリック誤差値DM_MEPを算出する。
算出された差メトリック誤差値DM_MEPは、DM_MEP統計器２４に供給される。

マークエッジ判別器２３は、記録状態系列ｓＦから、マークエッジ前後のマーク長、スペース長を判断し、その判断結果を、統計時の分類のためのエッジ情報としてDM_MEP統計器２４に供給する。
例えばマーク／スペース長として、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ以上を判断する（Ｔはチャネルクロック長）。従って前方マークエッジの場合は、エッジ直前のスペース長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ以上のいずれであるか、及びエッジ直後のマーク長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ以上のいずれであるかを判断し、それをエッジ情報として出力する。また、後方マークエッジの場合は、エッジ直前のマーク長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ以上のいずれであるか、及びエッジ直後のスペース長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ以上のいずれであるかを判断し、それをエッジ情報として出力する。
なお、マークエッジ判別器２３は、DM_MEP統計器２４でマーク／スペース長に応じた分類を行う場合に必要となるものであり、DM_MEP統計器２４でマーク／スペース長に応じた分類を行なわない構成の場合は、マークエッジ判別器２３は設けられなくて良い。

DM_MEP統計器２４は、DM_MEP演算器２２からの差メトリック誤差値DM_MEPについて、合流点の状態毎の統計処理を行う。
即ち、供給される差メトリック誤差値DM_MEPについて、前方マークエッジ、後方マークエッジの分類を行って統計する。即ちPathA、PathBとしての前方マークエッジにかかる差メトリック誤差値DM_MEPについては、
ΣDM_MEP_FRONT＝ΣDM_MEP（PathA）＋ΣDM_MEP（PathB）
として集計処理を行う。
またPathC、PathDとしての前方マークエッジにかかる差メトリック誤差値DM_MEPについては、
ΣDM_MEP_REAR＝ΣDM_MEP（PathC）＋ΣDM_MEP（PathD）
として集計処理を行う。
そしてこれらの集計結果の平均値を評価値ｓＨとする。また、さらに、マークエッジ前後のマーク／スペース長に応じて分類して集計する場合もある。

評価値ｓＨを生成する分類方式として２つの例を図１２（ａ）（ｂ）に示す。
図１２（ａ）は、合流点の状態により分類する場合の例である。即ち、前方マークエッジの差メトリック誤差値DM_MEPであるDM_MEP_FRONTの統計（ΣDM_MEP_FRONT）をとり、その平均値を評価値ｓＨ１とする。
また後方マークエッジの差メトリック誤差値DM_MEPの統計（ΣDM_MEP_REAR）をとり、その平均値を評価値ｓＨ２とする。
この評価値ｓＨ１、ｓＨ２を、評価値ｓＨとしてＣＰＵ１１に供給する。

図１２（ｂ）は、合流点の状態により分類し、さらにエッジ前後のマーク／スペース長により分類する場合の例である。
マークエッジ判別器２３により、マーク／スペース長は、例えば２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ以上に判別されるとすると、マーク長とスペース長としてこれらの長さの組み合わせ毎に分類される。
前方マークエッジの差メトリック誤差値DM_MEPであるDM_MEP_FRONTについては、そのエッジ前のスペース長とエッジ後のマーク長により、１５とおりに分類する。
例えば、エッジ前が２Ｔスペース、エッジ後が３Ｔマークの場合のDM_MEP_FRONTを集計してその平均値を評価値ｓＨ１−１とする。
また、エッジ前が２Ｔスペース、エッジ後が４Ｔマークの場合のDM_MEP_FRONTを集計してその平均値を評価値ｓＨ１−２とする。
さらに図示するように、エッジ前のスペース長、エッジ後のマーク長でDM_MEP_FRONTを分類して集計し、それぞれの平均値を評価値ｓＨ１−３・・・ｓＨ１−１５とする。

また後方マークエッジの差メトリック誤差値DM_MEPであるDM_MEP_REARについては、そのエッジ前のマーク長とエッジ後のスペース長により、同じく１５とおりに分類する。
例えば、エッジ前が２Ｔマーク、エッジ後が３Ｔスペースの場合のDM_MEP_REARを集計してその平均値を評価値ｓＨ２−１とする。
また、エッジ前が２Ｔマーク、エッジ後が４Ｔスペースの場合のDM_MEP_REARを集計してその平均値を評価値ｓＨ２−２とする。
さらに、図示は省略しているが、エッジ前のマーク長、エッジ後のスペース長でDM_MEP_REARを分類して集計し、それぞれの平均値を評価値ｓＨ２−３・・・ｓＨ２−１５とする。

このように、合計３０とおりに分類して差メトリック誤差値DM_MEPを集計し、それぞれ集計結果の平均値として得られる３０種類の評価値ｓＨ１−１〜ｓＨ１−１５、ｓＨ２−１〜ｓＨ２−１５を、評価値ｓＨとしてＣＰＵ１１に供給する。
なお、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ以上として４種類のマーク長／スペース長の組み合わせとしては１６とおりがあるが、マーク、スペースが２Ｔ−２Ｔとなる組み合わせを除いて、１５とおりとなる。詳述は避けるが、２Ｔ−２Ｔの連続パターンの状態遷移では、分岐したパスが最も早い機会に合流するという条件を満たさないためである。

DM_MEP統計器２４では、この図１２（ａ）又は図１２（ｂ）のように分類されて統計処理され、評価値ｓＨが生成される。
この評価値ｓＨはＣＰＵ１１に供給される。評価値ｓＨは、再生信号の理想値からの誤差量とその方向をあらわす評価値となっているため、ＣＰＵ１１は評価値ｓＨを用いて誤差を解消するように、記録条件を補正する。

図１０の記録再生装置における記録条件調整のためのＣＰＵ１１の処理を図１３に示す。
ステップＦ１０１として、ＣＰＵ１１は初回記録条件ｓＩをスイッチ１０を介して記録信号発生器１２に与え、実行する記録条件として設定させる。
その状態でステップＦ１０２で、光ディスク１に情報を記録させる。この場合、記録データとして、例えば記録条件調整用のテストパターンを発生させ、これを記録信号発生器１２に記録データｓＧとして与える。記録信号発生器１２は、テストパターンとしての記録データｓＧに応じてレーザ駆動信号を生成する。このときのレーザ駆動信号としてのパルスレベルやパルス幅は、初回記録条件ｓＩに応じたものとされる。
テストパターンの記録後は、その記録したテストパターンを再生して、ステップＦ１０３以降の処理を行う。
テストパターンの再生時には、図１０の再生クロック生成／サンプリング回路４、最尤復号器５、記録状態検出器６、遅延器７、評価値演算器８、標準偏差演算器９が上述の動作を行う。ＣＰＵ１１は、ステップＦ１０３では、テストパターンを再生したときに標準偏差演算器９で得られる評価値ｓＬ（＝σ_Δｍ／μ_Δｍ）を取得する。
σ_Δｍ／μ_Δｍは、記録条件が適切か否かの判断指標となるため、ステップＦ１０４で、σ_Δｍ／μ_Δｍの値から記録状態の適否を判断する。即ち評価値ｓＬとして取得したσ_Δｍ／μ_Δｍの値が規定の範囲内であれば、現在の記録条件は適切であるとして処理を終了する。もちろん初回記録条件ｓＩでの記録再生によって記録条件が適切と判断される場合もあるが、そのときがそのまま初回記録条件ｓＩを最適記録条件として処理を終了する。

一方、σ_Δｍ／μ_Δｍの値が規定の範囲内でなく、記録条件の最適化が必要と判断した場合は、ステップＦ１０５に進み、ＣＰＵ１１は、上述のように評価値演算器８で算出される評価値ｓＨを取得する。
そしてＣＰＵ１１は、ステップＦ１０６で、評価値ｓＨから再生信号の理想値からの誤差量とその方向を判断し、誤差を解消する方向に記録条件の補正量を決定する。ステップＦ１０７では、決定した補正量を反映させた修正記録条件ｓＫを出力し、記録信号発生器１２に設定させる。
このように記録信号発生器１２の記録条件を変更したら、ステップＦ１０２に戻って光ディスク１への記録動作を実行させる。そしてステップＦ１０３，Ｆ１０４でσ_Δｍ／μ_Δｍの値により記録条件は適切であるか否かを判断し、適切であれば処理を終える。

つまり図１３の処理では、ＣＰＵ１１は記録条件が適切でない場合は、上記の差メトリック誤差値DM_MEPから算出された評価値ｓＨに基づいて修正記録条件を生成し、記録信号発生器１２にセットされる記録条件を変更していく。これをσ_Δｍ／μ_Δｍにより記録条件が適切と判断されるまで行うことで、記録条件を最適化するものである。

以上のように本実施の形態では、差メトリックの理想値からの誤差をエッジシフト量として捉えたときの符号を時間軸上であわせて算出した差メトリック誤差値DM_MEPを、パスの合流点の状態により分類して統計し、評価値ｓＨを生成する。そして評価値ｓＨとして示される誤差が０に近づく記録条件を求める。記録条件が適切でない場合は、このように記録条件を変更していくことで、σ＿Δｍ／μ＿Δｍが最小（規定の範囲内）となる再生信号が得られる。つまり、最尤復号系にとって誤り率の低い再生信号品質を得るための記録条件を得ることが可能となる。

また、マークエッジを評価する手法として、再生信号のゼロクロス点もしくは２値化後のタイミングエッジ誤差を統計して評価する手法からの置き換えが容易であり、従来からの記録条件最適化手法を用いて最尤復号系にとって誤り率の低い再生信号品質を得ることが容易に可能となる。つまり差メトリック誤差値DM_MEPは、符号の極性が時間軸と一致した値となるため、最尤復号系にとっての再生信号品質を評価可能でありながら、ＴＩＡ（タイムインターバルアナライザ）の出力するエッジ誤差と置き換えが可能であり、このため、従来のＴＩＡを用いたタイミングエッジ誤差検出、ゼロクロスエッジ誤差検出に対する置き換えが容易となる。

また本例の場合、PathAとPathBもしくは、PathCとPathDを同時に評価できる。つまり評価値ｓＨは、バランスの良い記録条件を求めることができる評価値であり、その点でも記録条件設定に用いる評価値として適切である。

以下、同様な効果が得られる各種の変形例について述べていく。なお、図１４以降において既に説明済みの図面と同一の構成部分については同一符号を付し、説明を省略する。
図１４は、記録再生装置の構成の変形例であり、上記図１０の構成に加えて記録条件算出器１４を設けた例である。
評価値演算器８で得られた評価値ｓＨは、記録条件算出器１４に供給され、記録条件算出器１４は、評価値ｓＨに応じて修正記録条件ｓＫを生成する。
この場合、ＣＰＵ１１は初回記録条件ｓＩの設定、スイッチ１０の制御、及び評価値ｓＬによる記録条件の適否判別を行うことになる。つまり、修正記録条件ｓＫの生成をＣＰＵ１１ではなく記録条件算出器１４で実行するようにした例である。
記録条件調整の全体の処理としては上記図１３と同様になる。但し、ステップＦ１０５，Ｆ１０６の処理は記録条件算出器１４で実行し、ステップＦ１０７では、ＣＰＵ１１がスイッチ１０をｔｂ端子に接続することで、記録条件算出器１４から発生された修正記録条件ｓＫが記録信号発生器１２に供給されるようにする。

図１５は、評価値ｓＨ、ｓＬの両方を評価値演算器８Ａで生成するようにした例である。この場合、評価値演算器８Ａは、上記図１０に示した標準偏差演算器９としての機能も備えるものとされ、例えば図１６のように構成される。即ち評価値演算器８Ａは、上記図１１に示した評価値演算器８の構成に加えて標準偏差演算器２５を有する構成とされる。
標準偏差演算器２５は、差メトリック選択器２１で選択された差メトリックｓＥ、つまり上記PathA、PathB、PathC、PathDの２組４つのパスの合流点の差メトリックについて、平均値と標準偏差を演算し、標準偏差を平均値で除算してσ＿Δｍ／μ＿Δｍを得、これを評価値ｓＬとして出力する。
ＣＰＵ１１の機能及び処理は上記図１０の構成の場合と同様であり、記録条件調整処理は上記図１３と同様になる。

図１７は、評価値ｓＬ（＝σ＿Δｍ／μ＿Δｍ）を用いない例である。従って上記図１０に示した構成から標準偏差演算器９を除いた構成となる。
この場合、ＣＰＵ１１には、評価値演算器８からの評価値ｓＨが供給されるが、ＣＰＵ１１は、評価値ｓＨを用いて記録条件が適切か否かの判断と、適切でない場合の修正記録条件ｓＫの生成を行う。
ＣＰＵ１１の記録条件調整処理は図１８のようになる。
図１８のステップＦ２０１、Ｆ２０２は上記図１３のステップＦ１０１，Ｆ１０２と同様であり、初回記録条件ｓＩを記録信号発生器１２に設定した状態でテストパターンの記録を行う。ステップＦ２０３以降では、記録したテストパターンを再生させるが、このときＣＰＵ１１は、評価値演算器８で得られる評価値ｓＨを取得し、ステップＦ２０４で、この評価値ｓＨ、つまり差メトリック誤差値DM_MEPを分類して集計して得た評価値が、規定の範囲内にあるか否かにより、その時点の記録条件が適切であるか否かを判断する。

ステップＦ２０４で評価値ｓＨが規定範囲内であれば調整処理を終了する。また規定範囲内ではなく、記録条件が適切でないと判断した場合は、ステップＦ２０５で、評価値ｓＨから記録条件の補正量を決定し、ステップＦ２０６で修正記録条件ｓＫを記録信号発生器１２に設定する。そしてステップＦ２０２に戻って処理を繰り返す。
上述したように差メトリック誤差値DM_MEPを分類して集計して得た評価値ｓＨは、誤差量を示すものであり、またその誤差が０となるように記録条件を修正していくものであるため、この評価値ｓＨによっても、記録条件の適否を判断できる。
この構成例によれば、標準偏差演算器を無くすことで構成を簡易化できるという利点が得られる。

図１９も評価値ｓＨを用いて記録条件が適切か否かの判断を行う例である。これは上記図１４の構成例から、標準偏差演算器９を除いた構成例である。
評価値演算器８からの評価値ｓＨは、記録条件算出器１４とＣＰＵ１１に供給される。
ＣＰＵ１１は初回記録条件ｓＩの設定、スイッチ１０の制御、及び評価値ｓＨによる記録条件の適否判別を行う。修正記録条件ｓＫの生成はＣＰＵ１１ではなく記録条件算出器１４で実行する。
この場合、記録条件調整処理の全体としては上記図１８と同様となる。但し、ステップＦ２０５の処理は記録条件算出器１４で実行し、ステップＦ２０６では、ＣＰＵ１１がスイッチ１０をｔｂ端子に接続することで、記録条件算出器１４から発生された修正記録条件ｓＫが記録信号発生器１２に供給されるようにする。

以上、各種の実施の形態を説明してきたが、本発明は、さらに多様な例が考えられる。
評価値演算器８（８Ａ）は対象パスをエッジの前後のマーク長、スペース長に応じて分類し統計するようにしてもよいと説明したが、対象パスの前後の状態検出をさらに拡張して、前々、後々のマーク長、スペース長に応じて分類してもよい。
また上記各例はＰＲ（１，２，１）を前提に記載をしているが、例えばＰＲ（１，２，２，１）など、他のパーシャルレスポンス等化方式においても本発明が適用可能である。
また評価値ｓＨを生成する評価値演算器８は、記録再生装置内に組み込まれるものとしても良いが、記録再生装置の外部機器として構成してもよい。
また光ディスク以外の記録媒体に対するシステムでの記録再生装置、評価値演算装置、記録方法、評価値演算方法としても本発明は適用できる。

パーシャルレスポンス特性の一例の説明図である。 記録ビット系列で決まる状態Ｓ０〜Ｓ３の説明図である。 最尤復号の状態遷移の説明図である。 ブランチ、記録ビット、状態、期待値、ブランチメトリックの関係の説明図である。 ブランチの選択条件の説明図である。 差メトリックの説明図である。 差メトリックの標準偏差／差メトリックの平均値とプロバビリティの関係の説明図である。 最小ランレングスを制限した最尤復号処理におけるユークリッド距離が最小であるパスの存在する記録系列の説明図である。 最小ランレングスを制限した最尤復号処理におけるユークリッド距離が最小であるパスの存在する記録系列の説明図である。 実施の形態の記録再生装置の要部のブロック図である。 実施の形態の評価値演算器のブロック図である。 実施の形態の評価値演算器の差メトリック誤差値の分類の説明図である。 実施の形態の記録条件調整処理のフローチャートである。 他の実施の形態の記録再生装置の要部のブロック図である。 さらに他の実施の形態の記録再生装置の要部のブロック図である。 実施の形態の評価値演算器の他の構成例のブロック図である。 さらに他の実施の形態の記録再生装置の要部のブロック図である。 実施の形態の他の記録条件調整処理のフローチャートである。 さらに他の実施の形態の記録再生装置の要部のブロック図である。

符号の説明

１ 光ディスク、３ 光学ヘッド、４ 再生クロック生成／サンプリング回路、５ 最尤復号器、６ 記録状態検出器、７ 遅延器、８，８Ａ 評価値演算器、９ 標準偏差演算器、１０ スイッチ、１１ ＣＰＵ、１２ 記録信号発生器、１４ 記録条件算出器、２１ 差メトリック選択器、２２ DM_MEP演算器、２３ マークエッジ判別器、２４ DM_MEP統計器、２５ 標準偏差演算器

Claims (2)

1. 記録媒体に対して、マーク及びスペースで表現される情報を書き込み、又読み出す書込／読出手段と、
   上記書込／読出手段により上記記録媒体から読み出される信号について最尤復号処理を行う最尤復号手段と、
   上記最尤復号手段における最尤復号処理で得られる記録系列のうち最尤復号処理におけるユークリッド距離が最小であるパスの存在する記録系列である特定の記録系列についての、上記最尤復号処理過程で得られる差メトリックを抽出する差メトリック選択手段と、
   上記差メトリック選択手段で選択された差メトリックについて、上記マークの時間軸上のエッジシフト方向に応じて演算方式を選択し、差メトリックの理想値からの誤差を時間軸上のエッジシフト方向とともに表現する差メトリック誤差値を算出する差メトリック誤差値演算手段と、
   上記記録系列について、上記マークのエッジ前後のマーク／スペース長を判別するマークエッジ判別手段と、
   上記差メトリック誤差値演算手段で算出された差メトリック誤差値を、合流点の状態毎に分類し、該合流点の状態毎の分類に、さらに、エッジ前後のマーク／スペース長の分類も加えて統計処理を行うことで、第１の評価値を生成する統計処理手段と、
   上記統計処理手段で得られる上記第１の評価値を用いて記録条件を算出する記録条件算出手段と、
   上記記録条件算出手段で算出された記録条件で、上記書込／読出手段における書込動作のための記録信号を発生する記録信号発生手段と、
   を備え、
   上記最尤復号手段における最尤復号処理で得られる記録系列のうち上記特定の記録系列についての差メトリックの標準偏差を算出し、算出した標準偏差を用いて第２の評価値を生成する標準偏差演算手段と、
   上記第２の評価値から、上記記録信号発生手段に設定されている記録条件の適否を判定するとともに、上記統計処理手段で得られた上記第１の評価値から、記録条件を適正化するための補正量を決定する適否判定手段とを、更に備えた
   記録再生装置。
2. 記録媒体上でマーク及びスペースで表現された情報を再生した際に、最尤復号処理で得られる記録系列のうち最尤復号処理におけるユークリッド距離が最小であるパスの存在する記録系列である特定の記録系列についての、上記最尤復号処理過程で得られる差メトリックを抽出する差メトリック選択ステップと、
   上記差メトリック選択ステップで選択された差メトリックについて、上記マークの時間軸上のエッジシフト方向に応じて演算方式を選択し、差メトリックの理想値からの誤差を時間軸上のエッジシフト方向とともに表現する差メトリック誤差値を算出する差メトリック誤差値演算ステップと、
   上記記録系列について、上記マークのエッジ前後のマーク／スペース長を判別するマークエッジ判別ステップと、
   上記差メトリック誤差値演算ステップで算出された差メトリック誤差値を、合流点の状態毎に分類し、該合流点の状態毎の分類に、さらに、エッジ前後のマーク／スペース長の分類も加えて統計処理を行うことで、第１の評価値を生成する統計処理ステップと、
   上記統計処理ステップで得られる上記第１の評価値を用いて記録条件を算出する記録条件算出ステップと、
   上記記録条件算出ステップで算出された記録条件で、上記記録媒体への記録が行われるように設定する記録条件設定ステップと、
   を備え、
   上記最尤復号処理で得られる記録系列のうち上記特定の記録系列についての差メトリックの標準偏差を算出し、算出した標準偏差を用いて第２の評価値を生成する標準偏差演算ステップと、
   上記第２の評価値から、上記設定されている記録条件の適否を判定するとともに、上記統計処理ステップで得られた上記第１の評価値から、記録条件を適正化するための補正量を決定する適否判定ステップとを、
   更に備えた記録方法。

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