JP6975914B2 - 光ディスク記録方法、光ディスク装置及び集積回路 - Google Patents

光ディスク記録方法、光ディスク装置及び集積回路 Download PDF

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Description

本開示は、光ディスクに対して情報の記録を行う光ディスク記録方法、光ディスク装置、及び情報記録に関する処理を実行する集積回路に関する。
従来、光ディスクの記録媒体として、ＢＤ−Ｒ、ＢＤ−ＲＥ、ＤＶＤーＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＣＤ−ＲＷ規格などがあり、これらの規格に準じた光ディスクにレーザ光を照射して情報を追記又は書換えによって記録する技術がある。また、最近では、ＢＤ（Blu-ray（登録商標） Disc）よりもさらに高密度化を図った光ディスクに記録を行う技術が検討されている。
ＢＤは、片面単層で約２５ＧＢ、片面２層で約５０ＧＢの記録容量を有する高密度光ディスクである。さらに、ＢＤに対し、チャンネルビット長すなわちマーク長を短くし、線密度方向に高密度化を図り、３層で１００ＧＢ及び４層で１２８ＧＢの大容量化を実現したＢＤＸＬ（登録商標）が実用化されている。また、さらなる記録容量の増大のために、グルーブトラック及びランドトラックの両方にデータを記録する方法（「ランド＆グルーブ記録方式」と適宜称する）を採用した光ディスクを用いて、情報記録を行う光ディスク装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
記録密度の高密度化を図る場合、光ディスクに照射する光ビームスポット径に比べて情報記録用のマークが小さくなるため、微小なマークを読み取る際のエラーレートを十分に低下させる技術が必要となる。一例として、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）等の最尤復号を用いて記録又は再生を行う光ディスク装置において、記録又は再生の際に生じる光学的な符号間干渉或いは熱干渉を低減するために、記録マークのマーク長及びスペース長に応じて記録パルス列等の条件を調整し、最適な記録条件で書き込みを行う技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２の例は、再生信号波形の２値化ビット列において着目するエッジのシフト評価値を算出し、シフト評価値が最小になるように、記録パルスのパルス列におけるラストパルスの開始位置を調整する適応記録補償の技術である。この従来例では、エッジシフト評価値を、記録マーク長及び後続スペース長によって複数パターンに分類して算出し、分類ごとに調整値を算出してラストパルス開始位置を調整する適応記録補償が開示されている。
国際公開第２０１６／２０８１０４号 国際公開第２０１１／０８９７３５号
光ディスクのさらなる高密度化を図り、例えば上記のＢＤＸＬ（登録商標）に対応する光ディスク装置を超える記録密度を実現する場合、従来の技術では、記録又は再生の際に生じる光学的な符号間干渉及び熱干渉を十分に低減できない課題がある。
本開示は、上述した従来の事情に鑑みて案出され、光ディスクのさらなる高密度化に対応して、光学的な符号間干渉及び熱干渉を低減することができる光ディスク記録方法、光ディスク装置及び集積回路を提供することを目的とする。
本開示は、光ビームを光ディスクに照射して媒体上にマークを複数形成し、各マーク及び隣接する２つのマーク間のスペースのエッジ位置を利用して情報を記録する光ディスク記録方法であって、記録データを変調符号に従って符号化して前記マーク及び前記スペースに対応する２値の符号化データを生成するステップと、前記符号化データにおける前記マーク及び前記スペースのラン長について、着目するマークを自マークとしたとき、前記自マークのマーク長と、前記自マークに先行する前スペースのスペース長、前記自マークに先行する前マークのマーク長、前記自マークに後続する後スペースのスペース長とのうち、少なくとも２つのラン長の組合せによって前記符号化データを分類するステップと、前記符号化データのラン長の分類毎に、前記符号化データに対応するマーク及びスペースを再生した再生信号を、ＰＲＭＬ方式の最尤復号によって復号した場合の復号結果の評価指標に基づき、前記マークを形成するための記録パルスの始端エッジ及び終端エッジの位置を調整する補正量を設定するステップと、前記符号化データに応じた記録パルスを、前記符号化データのラン長の分類に応じた前記補正量を用いて生成するステップと、前記記録パルスによって光ビームのパワーを複数段に変化させ、前記光ビームを光ディスクに照射することにより、前記光ディスクの媒体上に前記記録データに応じたマークを形成するステップと、を有し、前記符号化データは、最大符号長が１１Ｔ以上の変調符号によって生成され、最短ラン長が２Ｔ、最大ラン長が１１Ｔ以上の符号列を含むものであり、前記ＰＲＭＬ方式の最尤復号のクラスである拘束長は１１以上であり、前記復号結果の評価指標は、前記拘束長が１１以上の最尤復号による再生信号の復号結果の２値化ビット列と、前記２値化ビット列を左右にそれぞれ１ビットシフトさせた右ずれビット列及び左ずれビット列の少なくとも１つとを用いて、着目する記録マークの所定範囲のパターンの前方向又は後ろ方向のずれ量を表すＬ−ＳＥＡＴ値を算出する、拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算による評価指標であり、前記符号化データの分類において、前記自マークのマーク長に応じて２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、及び８Ｔ以上の各ラン長により分類し、それぞれの分類毎に前記補正量を設定する、光ディスク記録方法を提供する。
また、本開示は、光ビームを光ディスクに照射して媒体上にマークを複数形成し、各マーク及び隣接する２つのマーク間のスペースのエッジ位置を利用して情報を記録する光ディスク装置であって、記録データを変調符号に従って符号化して前記マーク及び前記スペースに対応する２値の符号化データを生成する符号化部と、前記符号化データにおける前記マーク及び前記スペースのラン長について、着目するマークを自マークとしたとき、前記自マークのマーク長と、前記自マークに先行する前スペースのスペース長、前記自マークに先行する前マークのマーク長、前記自マークに後続する後スペースのスペース長とのうち、少なくとも２つのラン長の組合せによって前記符号化データを分類する分類部と、前記符号化データのラン長の分類毎に、前記符号化データに対応するマーク及びスペースを再生した再生信号を、ＰＲＭＬ方式の最尤復号によって復号した場合の復号結果の評価指標に基づき、前記マークを形成するための記録パルスの始端エッジ及び終端エッジの位置を調整する補正量を設定する補正量設定部と、前記符号化データに応じた記録パルスを、前記符号化データのラン長の分類に応じた前記補正量を用いて生成する記録波形生成部と、前記記録パルスによって光ビームのパワーを複数段に変化させ、前記光ビームを光ディスクに照射することにより、前記光ディスクの媒体上に前記記録データに応じたマークを形成する記録光出力部と、を有し、前記符号化データは、最大符号長が１１Ｔ以上の変調符号によって生成され、最短ラン長が２Ｔ、最大ラン長が１１Ｔ以上の符号列を含むものであり、前記ＰＲＭＬ方式の最尤復号のクラスである拘束長は１１以上であり、前記復号結果の評価指標は、前記拘束長が１１以上の最尤復号による再生信号の復号結果の２値化ビット列と、前記２値化ビット列を左右にそれぞれ１ビットシフトさせた右ずれビット列及び左ずれビット列の少なくとも１つとを用いて、着目する記録マークの所定範囲のパターンの前方向又は後ろ方向のずれ量を表すＬ−ＳＥＡＴ値を算出する、拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算による評価指標であり、前記分類部は、前記符号化データの分類において、前記自マークのマーク長に応じて２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、及び８Ｔ以上の各ラン長により分類し、前記補正量設定部は、前記それぞれの分類毎に前記記録パルスの補正量を設定する、光ディスク装置を提供する。
また、本開示は、光ビームを光ディスクに照射して媒体上にマークを複数形成し、各マーク及び隣接する２つのマーク間のスペースのエッジ位置を利用して情報を記録する光ディスク記録方法における各処理を実行する集積回路であって、記録データを変調符号に従って符号化して前記マーク及び前記スペースに対応する２値の符号化データを生成するステップと、前記符号化データにおける前記マーク及び前記スペースのラン長について、着目するマークを自マークとしたとき、前記自マークのマーク長と、前記自マークに先行する前スペースのスペース長、前記自マークに先行する前マークのマーク長、前記自マークに後続する後スペースのスペース長とのうち、少なくとも２つのラン長の組合せによって前記符号化データを分類するステップと、前記符号化データのラン長の分類毎に、前記符号化データに対応するマーク及びスペースを再生した再生信号を、ＰＲＭＬ方式の最尤復号によって復号した場合の復号結果の評価指標に基づき、前記マークを形成するための記録パルスの始端エッジ及び終端エッジの位置を調整する補正量を設定するステップと、前記符号化データに応じた記録パルスを、前記符号化データのラン長の分類に応じた前記補正量を用いて生成するステップと、前記記録パルスによって光ビームのパワーを複数段に変化させ、前記光ビームを光ディスクに照射することにより、前記光ディスクの媒体上に前記記録データに応じたマークを形成するステップと、を含む処理を実行し、前記符号化データは、最大符号長が１１Ｔ以上の変調符号によって生成され、最短ラン長が２Ｔ、最大ラン長が１１Ｔ以上の符号列を含むものであり、前記ＰＲＭＬ方式の最尤復号のクラスである拘束長は１１以上であり、前記復号結果の評価指標は、前記拘束長が１１以上の最尤復号による再生信号の復号結果の２値化ビット列と、前記２値化ビット列を左右にそれぞれ１ビットシフトさせた右ずれビット列及び左ずれビット列の少なくとも１つとを用いて、着目する記録マークの所定範囲のパターンの前方向又は後ろ方向のずれ量を表すＬ−ＳＥＡＴ値を算出する、拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算による評価指標であり、前記符号化データの分類において、前記自マークのマーク長に応じて２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、及び８Ｔ以上の各ラン長により分類し、それぞれの分類毎に前記補正量を設定する、集積回路を提供する。
本開示によれば、光ディスクのさらなる高密度化に対応して、光学的な符号間干渉及び熱干渉を低減することができる。
本実施の形態に係る光ディスク装置の構成の一例を示すブロック図 本実施の形態において用いる光ディスクの構成を説明する模式図 本実施の形態において用いる光ディスクのトラックの構成の一例を示す模式図 本実施の形態の光ディスク装置における記録データに対応する記録符号列、マーク及びスペース、並びに記録パルスの一例を示す図 本実施の形態において光ディスクに記録するマーク長と記録パルス波形との関係を示す図 光ディスク装置の光学系におけるＯＴＦと空間周波数の関係を示す図 本実施の形態の光ディスク装置における実効スポット径と記録マークの物理サイズの関係を示す模式図であり、４Ｔマーク−４Ｔスペースが連続するビットパターンを示した図 比較例の光ディスク装置における実効スポット径と記録マークの物理サイズの関係を示す模式図であり、３Ｔマーク−３Ｔスペースが連続するビットパターンを示した図 本実施の形態の光ディスク装置における実効スポット径と記録マークの物理サイズの関係を示す模式図であり、最短のマーク長及びスペース長である２Ｔマーク−２Ｔスペースを含むビットパターンを示した図 本実施の形態の適応記録補償によって記録処理を実行する処理手順を示すフローチャート 本実施の形態の適応記録補償における記録パルス条件の調整処理の手順を示すフローチャート 本実施の形態の適応記録補償において用いる検出ビットパターンの分類の第１例を示す図 本実施の形態の適応記録補償において用いる検出ビットパターンの分類の第１例を示す図 本実施の形態の適応記録補償において用いる検出ビットパターンの分類の第１例を示す図 本実施の形態の適応記録補償において用いる検出ビットパターンの分類の第１例を示す図 本実施の形態の適応記録補償において用いる検出ビットパターンの分類の第２例を示す図 本実施の形態の適応記録補償において用いる検出ビットパターンの分類の第２例を示す図 本実施の形態の適応記録補償において用いる検出ビットパターンの分類の第２例を示す図 本実施の形態の適応記録補償において用いる検出ビットパターンの分類の第２例を示す図 本実施の形態において拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算に用いるビット列の種別を示す図 本実施の形態における拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算処理の一例を説明する図 本実施の形態における拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算の処理結果の一例を示す図 拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算により算出したパターンシフト量のヒストグラムの一例を示す図 本実施の形態の一実施例の光ディスク装置におけるエラーレート検出結果を示す図 比較例の光ディスク装置におけるエラーレート検出結果を示す図
以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る光ディスク記録方法及び光ディスク装置を具体的に開示した各実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
本開示では、ＰＲＭＬ等の最尤復号を用いた光ディスク記録方法、光ディスク装置、光ディスク再生方法、及び集積回路に関する実施の形態を例示する。本開示では、光ビームスポット径に比べて十分小さなマークを記録又は再生する際に生じる光学的な符号間干渉或いは熱干渉を低減するために、少なくとも着目したマークの前及び後のスペースのスペース長に応じて適応記録補償し、最適な記録条件で書き込みを行う技術を例示する。また、本開示は、着目したマークの前及び後のスペースのスペース長に加え、さらに当該スペースのさらに前及び後のマークのマーク長に応じて適応記録補償することによって、最適な記録条件で書き込みを行う技術を例示する。
本明細書では、ある位置を起点として、光情報記録媒体である光ディスクの回転によって光ビームスポットが光ディスク上を進行する方向を、その位置の「後」といい、その位置を起点としてその反対方向を「前」という。
（本開示の各実施の形態の内容に至る経緯）
光ディスクに微小なマーク・スペースを記録する場合、所定のパルス形状で構成された記録用のレーザ光（「記録パルス」と適宜称する）を光ディスクの記録面に照射し、記録面におけるマークの物理状態の変化を生じさせ、情報を記録する。そして再生用のレーザ光を光ディスクの記録面に照射し、記録面の反射率変化を検出することにより、情報を読み出し再生する。
記録密度を高めるためには、一般に記録するマーク、スペースの長さを短く（線密度を上げる）することが考えられる。しかしながら、特に記録マークの直前のスペース長が短くなると、記録したマークの終端の熱がスペース部分を伝導して次のマーク始端の温度上昇に影響を与え、逆に記録したマーク始端の熱が前のマークの終端の冷却過程に影響を与える熱干渉が生じる。また、トラック上に正確な長さのマーク及びスペースが形成されていても、光スポットのサイズで決まる再生光学系の周波数特性が原因で再生時に検出される短いマーク及びスペースのエッジ位置が、理想値と異なって再生されるという問題が発生する。この検出エッジと理想値とのずれを一般に符号間干渉という。マーク及びスペースのサイズが光スポットに比べて小さくなると、符号間干渉が顕著になり再生時のジッタを増大させてビット誤り率を増加させるという課題が生じる。
例えば、ＢＤのような記録密度においては、記録するマークサイズ及びマーク間のスペースの距離が小さい。その結果、マークを形成するために加えたレーザ光の熱が自己マークのみならずスペースを伝わって前後のマークにまで到達し、自己マーク及び前後のマーク形状にひずみが発生することがある。これを回避するために、マークを形成するための記録パルスの先頭パルス位置を自己マーク長と直前のスペース長の関係で変化させる技術、あるいは、マークを形成するための記録パルスの最終パルス位置を、自己マーク長と直後のスペース長の関係で変化させる技術が知られている。この技術は、記録マークの熱干渉分を予め補正して記録する技術である。この記録パルス位置の制御は、一般に適応型記録補償とよばれている。
ＰＲＭＬ等の最尤復号方法（「ＰＲＭＬ方式」と適宜称する）を用いた適応型記録補償の一例を示す。例えば、光ディスク装置において、光ディスクのマーク長と直前のスペース長、又は、マーク長と直後のスペース長などの可能な複数の組合せに対し、それぞれについて記録パルスの位置情報を特定した、記録パラメータを予め設定する。設定された記録パラメータを用いて、光ディスク上の所定のトラックに試し書きを行い、この試し書きによって記録された情報を再生する。そして、取得した再生信号について、再生信号波形から記録された情報の信号パターンを予め推定し、推定信号波形を生成する。次いで、再生信号波形と推定信号波形とを比較しながら、再生信号から最も確からしい信号パスを有する復調データに復号する。このようなＰＲＭＬ方式によって、再生信号の復号を行うときのエラーの発生する確率が最小となるように、記録パラメータを最適化する。
光ディスクの高密度化により、マーク長が光学的な分解能の限界に近づき、符号間干渉の増大及びＳＮＲ（Signal to Noise Ratio)の劣化がより顕著となっている。光ディスクの記録密度を増加させると、光スポットの大きさに比較して記録マークの大きさが小さくなり、得られる再生信号の振幅も小さくなる。光スポットの分解能はレーザ光の波長λと対物レンズの開口数ＮＡ（Numerical Aperture)によって定まり、最短ラン長の記録マークの長さがλ／４ＮＡ以下になると、その繰り返し信号の振幅がゼロになる。これは一般に光学カットオフとして知られている現象である。ＢＤにおいては、波長λ＝４０５ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ＝)０．８５であるので、λ／４ＮＡ≒１１９ｎｍである。ＢＤにおいてトラックピッチを一定とした場合、容量約３１ＧＢ以上を実現しようすると、最短ラン長である２Ｔの繰り返し信号の振幅がゼロになる。こうした高密度条件において良好な再生性能を得るためにはＰＲＭＬ方式の利用が必須である。
ＢＤの場合、片面単層で約２５ＧＢの記録容量であり、この記録密度では、ＰＲ（１，２，２，１）ＭＬ方式を採用することで、必要なシステムマージンを確保することができる。さらに高密度化したＢＤＸＬ（登録商標）の場合、片面単層で約３３．４ＧＢ、３層で１００ＧＢの記録容量である。このような高密度条件においては、ＰＲＭＬ方式の拘束長を長くし、ＰＲ（１，２，２，２，１）ＭＬ方式を採用することによって、必要とされる再生性能を得ることができる。
最近では、さらなる高密度化を図り、ＢＤＸＬ（登録商標）対応の光ディスク装置の記録密度を超える、超高密度の光ディスク装置が検討されている。本明細書では、一例として、ＢＤＸＬ（登録商標）に比べて、記録マーク及びスペースを微細化して、光ディスクの線方向（トラック方向）の記録密度を１．７倍とし、ランド＆グルーブ記録方式を採用して、半径方向の記録密度を１．４倍として、片面単層で約８３．３３ＧＢ、両面３層で約５００ＧＢの光ディスクを用いた光ディスク装置を検討する。この光ディスク装置では、λ／ＮＡで決まる光学的な回折限界のスポットサイズに比べて、小さな記録マーク及びスペースを記録再生する必要がある。このような高密度の記録再生を行う場合、記録マークの熱干渉と再生時の符号間干渉が急激に増大し、ＳＥＲ（Symbol Error Rate）等の再生信号品質が悪化するという課題がある。
そこで、本実施の形態では、さらなる高密度化に対応して、光学的な符号間干渉及び熱干渉を低減させ、上記のような超高密度の記録再生を実現可能にする光ディスク記録方法、光ディスク装置及び集積回路を提供する。
（実施の形態の概要）
本実施の形態では、光情報記録媒体として追記型の光ディスク媒体を例にとって説明する。ただし、これは記録媒体の種類を特に限定するものではない。記録媒体にエネルギーを注入して未記録部とは物理的性質の異なるマークを形成することによって情報を記録する記録媒体であれば、記録媒体の種類は問わない。例えば、書換型の光ディスク媒体にも共通して適用可能な技術である。
本実施の形態の記録方法で用いる主な光学条件及びディスク構造は、例えば以下のとおりである。本実施の形態では、高密度化を図るため、対物レンズのＮＡを大きくし、最短のマーク長及びスペース長を短くしており、トラックピッチを小さくしている。但し、本発明の内容はこの数値に限定されるものではない。
レーザ光：波長４００ｎｍから４１０ｎｍの範囲内、例えば波長λ＝４０５ｎｍ
対物レンズ：ＮＡ０．９０から０．９２の範囲内、例えばＮＡ＝０．９１
トラックピッチ０．２２５μｍ、ランド＆グルーブ記録方式、１倍速（１ｘ）のチャネルビットレート６１．４０８Ｍｂｐｓ、１倍速（１ｘ）の線速度２．１０１ｍ／ｓ、光ディスクの最短マーク長（２Ｔ）６８．４３２ｎｍ、最短スペースも同様
記録データに用いる変調符号：１１０ＰＣＷＡ（Parity-Complementary Word Assignment）、符号長２Ｔ〜１１Ｔ
再生信号の最尤復号に用いるＰＲクラス：ＰＲ（３，６，９，１３，１６，１７，１６，１３，９，６，３）、拘束長＝１１
前述の最短マーク長が６８．４３２ｎｍとなる線密度で記録した場合、直径１２ｃｍの光ディスク１面当たりの記録容量は概略８３．３３ＧＢとなる。これを両面張り合わせとし、３レイヤに積層した場合は８３．３３×２×３＝概略５００ＧＢになる。本実施の形態における最短マーク長６８．４３２ｎｍは、ＢＤＸＬ（登録商標）の最短マーク長である１１１，７４ｎｍに対して約０．６１倍となる。
（光ディスク装置の構成例）
図１は、本実施の形態に係る光ディスク装置の構成の一例を示すブロック図である。光ディスク装置は、光照射部１０２と、プリアンプ部１０３と、ＡＧＣ部１０４と、波形等化部１０５と、Ａ−Ｄ変換部１０６と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）部１０７と、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）処理部１０８とを有する。また、光ディスク装置は、シフト検出部１０９と、記録パルス条件演算部１１０と、記録パターン発生部１１１と、記録補償部１１２と、レーザ駆動部１１３とを有する。各構成要素が有する機能の説明は、後述する光ディスク装置における光ディスク１０１に対する再生処理及び記録処理に関連して説明する。これらの光ディスク装置の機能ブロックは、例えば半導体回路の集積回路であるＬＳＩ等によって実現される。光ディスク装置の機能ブロックは、集積回路と光ピックアップを含むハードウェアで構成してもよいし、集積回路を含むコンピュータをソフトウェアプログラムによって動作させ、ソフトウェアにより各機能を実行する構成としてもよい。
光照射部１０２は、例えば、レーザ光を発光するレーザダイオード（ＬＤ）等の半導体レーザと、半導体レーザから出射するレーザ光を集光する対物レンズとを有し、光ディスク１０１の記録面に光ビームとして照射する光ピックアップである。
なお、図１には光情報記録媒体である光ディスク１０１が記載されているが、光ディスク１０１は光ディスク装置の構成要素でなくてよい。光照射部１０２は、光記憶媒体に光ビームを照射して、光記憶媒体から反射された光ビームに応じた信号を出力するものであれば、如何なる構成の光ピックアップであってもよい。
図２は、本実施の形態において用いる光ディスクの構成を説明する模式図である。ここで、本実施の形態の光ディスク記録装置において記録媒体として用いる光ディスク１０１の構成について、一例を挙げて以下に説明する。光ディスク１０１は、外周から内周に向かって、データ領域１００１と、記録条件を学習するための記録条件学習領域１００２と、記録条件の初期値を記録する初期値記録領域１００３とを有する。記録条件学習領域１００２は、光ディスク１０１の内周側に設けられ、記録条件学習領域１００２の内周側の最内周部分に初期値記録領域１００３が設けられる。
データ領域１００１は、実際に光ディスクにユーザがデータを保存するために使用される領域である。記録条件学習領域１００２は、データ領域にユーザがデータを記録する前に、起動時や温度変動が生じた際に記録パワーや記録パルス条件の変動分を調整するために、試し書きのデータ記録のために使用される領域である。初期値記録領域１００３は、再生専用領域であり、ディスク毎に予め定められた、記録パワーの推奨値や記録パルス条件の推奨値、記録線速度、ディスクＩＤなどの情報が記録されている。これらの情報はトラックの蛇行の向きなどを情報の記録単位としてディスク基板に成形された状態で記録されてもよいし、一定幅のストライプの間隔を変調して情報を記録するＢＣＡ（Burst Cutting Area）と呼ばれる方式を用いてディスクに初期値情報を記録してもよい。また、図２に明示しなかったが、データ領域１００１のさらに外周部に記録条件学習領域を設けてもよい。外周部に記録条件学習領域を設けることによって、ディスク内周と外周間のディスク面内の記録パワーの分布を補正することに用いても構わない。
図３は、本実施の形態において用いる光ディスクのトラックの構成の一例を示す模式図である。光ディスク１０１は、記録面において、グルーブトラック（以下、単に「グルーブ」ともいう）１０２１がスパイラル状に形成されている。スパイラル状に形成されたグルーブ１０２１に挟まれた領域にランドトラック（以下、単に「ランド」ともいう）１０２２がスパイラル状に形成されている。光ディスク１０１は、グルーブ１０２１及びランド１０２２にユーザデータを記録可能である。すなわち、グルーブ１０２１及びランド１０２２が記録トラックとして使用され得る。
光ディスク１０１に対してデータの記録又は再生を行う際に、光ピックアップから光ディスク１０１の記録面上のグルーブ１０２１又はランド１０２２に光ビームを照射すると、トラック上にビームスポット１０２３が形成される。データ記録時には、記録データに基づく記録パルスに従って、トラックに記録パワーの光ビームを照射することにより、トラック上に所定のマーク長及びスペース長を有する記録マーク１０２４を形成する。データ再生時には、トラックに再生パワーの光ビームを照射してその反射光を受光することにより、記録マーク１０２４とマーク間のスペース１０２５との反射率の違いに応じて振幅が変化する再生信号を取得し、再生信号から再生データを生成する。
（本実施の形態の記録／再生動作）
ここで、本実施の形態の光ディスク装置におけるデータの再生処理を説明する。
再生動作時には、光照射部１０２としての光ピックアップは、レーザダイオードから出射される光ビームを光ディスク１０１の媒体面上に照射し、反射してきた光を受光する。受光された光は、フォトディテクタによって電気信号に変換されアナログの再生信号となる。アナログ再生信号は、プリアンプ部１０３、ＡＧＣ部１０４、波形等化部１０５、Ａ−Ｄ変換部１０６によって、アナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル信号は、ＰＬＬ部１０７によってクロック間隔でサンプリングされる。デジタル信号は、ＰＲＭＬ処理部１０８に入力される。ＰＲＭＬ処理部１０８の内部には、最尤復号部として、例えばビタビ復号部があり、デジタル信号を最尤復号し、再生信号として、最尤復号の結果を示す２値化信号を生成し出力する。光ディスク装置は、取得した２値化信号の再生信号に基づき、光ディスク１０１の記録マークに対応する再生データを復元する。
ここで、反射光はＨＯＥ素子によって光線が５もしくは６に分割されて、それぞれの分割光を５もしくは６分割されたフォトディテクタで受光してもよい。分割受光したそれぞれの光量に応じた出力信号に対して波形等価処理を行い、アナログ信号からデジタル信号に変換処理を行う系にしてもよい。こうすることによって、例えばグルーブ再生時に隣接のランドトラックからのクロストークを最小にする波形等価処理を行うクロストークキャンセル処理をおこなうことで再生信号の品質を向上させることが可能になる。
次に、本実施の形態の光ディスク装置におけるデータの記録処理を説明する。
記録（書き込み）動作時には、記録パターン発生部１１１は、記録データに基づき符号化した２値の符号化データとしての任意の符号系列をＮＲＺＩ（Non Return to Zero Inversion）信号として出力する。記録補償部１１２は、記録パルス条件演算部１１０において算出された記録パルス条件を設定し、記録パルス条件に応じた記録補償を実行してパルス長の調整を行いつつ、ＮＲＺＩ信号に基づく記録パルスを生成する。レーザ駆動部１１３は、ＮＲＺＩ信号に応じて記録パルスに置き換わった信号により、光照射部１０２内のレーザダイオードを駆動し、レーザ光による光ビームを出力する。レーザ駆動部１１３は、光ビームを光ディスク１０１の媒体面上に照射し、光ビームの記録パワーの強弱によって光ディスク１０１の所望の位置に記録データに応じたマークを記録する。
この際、再生時にＰＲＭＬ処理部１０８により取得した２値化信号はシフト検出部１０９に入力される。シフト検出部１０９は、ＰＲＭＬ処理部１０８における最尤復号結果に基づき、光ディスク１０１の記録マークの再生信号における２値化ビット列（ビットパターン）のずれを検出する。シフト検出部１０９は、再生信号のビットパターンのずれとして、例えば２値化信号とＰＬＬクロックとの位相情報から再生信号のビットパターンのシフト量とシフト方向を検出する。記録パルス条件演算部１１０は、シフト検出部１０９により検出したパターンシフト等のずれ量に基づき、記録パルス条件の一例としての記録パルスの補正量を算出し、記録パルス条件を更新する。記録パルス条件演算部１１０は、記録補償を行うための補正量の演算結果に応じて、記録補償部１１２における記録パルス条件を設定する。
上記構成において、記録パターン発生部１１１が符号化部の一例としての機能を実現し、記録パルス条件演算部１１０が分類部の一例としての機能を実現し、ＰＲＭＬ処理部１０８、シフト検出部１０９及び記録パルス条件演算部１１０が補正量設定部の一例としての機能を実現する。また、記録補償部１１２が記録波形生成部の一例としての機能を実現し、レーザ駆動部１１３及び光照射部１０２が記録光出力部の一例としての機能を実現する。
図４は、本実施の形態の光ディスク装置における記録データに対応する記録符号列、マーク及びスペース、並びに記録パルスの一例を示す図である。図４の（ａ）は、記録動作の時間基準となる基準時間信号２０１の波形を示す。基準時間信号２０１は周期Ｔｗのパルスクロックである。図４の（ｂ）は、記録パターン発生部１１１で発生された記録符号列のＮＲＺＩ信号２０２を表している。ここでＴｗは検出窓幅であり、ＮＲＺＩ信号２０２におけるマーク長及びスペース長の変化量の最小単位である。このＴｗを基準時間とも称する。なお、マーク長、スペース長をそれぞれ２Ｔｗ、３Ｔｗのように表しているが、Ｔｗを省略してそれぞれ２Ｔ、３Ｔとする場合がある。また、スペース長については４ＴｓのようにＴｓで表し、マーク長については２ＴｍのようにＴｍで表す場合がある。
図４の（ｃ）は、光ディスク上に実際に記録されるマークとスペースのイメージを示すマーク配列２０３を表している。光ビームのビームスポットは、マーク配列２０３のマーク及びスペースを左から右へ走査する。例えばマーク２０７は、ＮＲＺＩ信号２０２の“１”レベルに１対１で対応しており、その期間に比例した長さで形成される。また、マーク２０７の間のスペース２０８は、ＮＲＺＩ信号２０２の“０”レベルに対応しており、その期間に比例した長さとなる。なお、ＮＲＺＩ信号２０２の“０”にマーク、“１”にスペースをそれぞれ対応させてもよい。
図４の（ｄ）は、カウント信号２０４を示す。カウント信号２０４は、所定位置からのマーク２０７及びスペース２０８の時間をＴｗ単位で計時する。
図４の（ｅ）は、（ｂ）のＮＲＺＩ信号２０２に対応した記録パルス信号２０５の波形を示す。この波形は、実際に記録される光波形の一例である。記録パルス信号２０５は、カウント信号２０４、ＮＲＺＩ信号２０２、及び記録パルス条件演算部１１０から送出される記録補償テーブルデータを参照して生成される。
次に、本実施の形態の光ディスク装置における記録補償方法を説明する。
図５は、本実施の形態において光ディスクに記録するマーク長と記録パルス波形との関係を示す図である。図５において、上端には基準時間Ｔｗ（チャネルビットとも適宜称する）を単位としたマーク長を表す２Ｔ、３Ｔ、…９ＴのＮＲＺＩ信号を示している。このＮＲＺＩ信号の下に、２Ｔ、３Ｔ、…９Ｔのそれぞれの記録パルス信号２０５の波形を示す。
記録パルス信号２０５はレベル変調されており、レーザ光の記録パワーの出力パワーレベルとしては、ライトパワーＰＷ、ミドルパワーＰＭ、スペースパワーＰＳ、クーリングパワーＰＣの４種類がある。ライトパワーＰＷは記録パルスにおける最大パワーレベルであり、ファーストパルス及びラストパルスのパワーレベルである。このパワーレベルは記録膜にエネルギーを投入して状態変化を起こさせるために用いられる。ミドルパワーＰＭは、ファーストパルスとラストパルスとの間、又はファーストパルスとクーリングパルスとの間に用いる中間パワーレベルである。スペースパワーＰＳは、マーク間（スペース）となる部分に照射するパワーレベルであり、主に次のマークを形成するための予熱に用いられる。なお、スペースパワーＰＳは、書換型光ディスクにおいてはスペース区間のパワーで記録マークを消去するためのイレーズパワーと呼ぶ場合がある。クーリングパワーＰＣは、クーリングパルスのパワーレベルであり、主に後続マーク記録部への熱の拡散を遮断し熱干渉を低減する目的で用いられる。なお、上記の各パワーレベルはマーク長によらず一律の値を用いる。
図示例では、２Ｔから９Ｔまで示しているが、１０Ｔ以上の記録パルス波形についても９Ｔなどと同様のルールで生成される。図５では、２Ｔはモノパルス型、３Ｔ及び４ＴはＬ型、５Ｔ〜９ＴはＣａｓｔｌｅ型と呼ばれる記録パルス波形を示している。５Ｔ以上は、マーク長が１Ｔ長くなる毎に１ＴずつミドルパワーＰＭの区間が長くなる。なお、３Ｔ、４Ｔは、２Ｔと同様に１つのパルスによるモノパルス型であってもよい。また、４Ｔはラストパルスを有するＣａｓｔｌｅ型であってもよい。また、３Ｔ以上はラストパルスのないＬ型であってもよい。
記録パルス条件に応じた記録補償を行うための、記録パルスのタイミングに関するパラメータとしては、ファーストパルスの始端位置ｄＴｔｏｐ、ファーストパルスの時間幅Ｔｔｏｐ、ラストパルスの時間幅ＴＬＰ、クーリングパルスの始端位置ｄＴＣ、及びクーリングパルスの終端位置ｄＴＳがある。ここで、ｄＴｔｏｐ、ｄＴＣ、及びｄＴＳは、図５に示すように記録データのＮＲＺＩ信号の反転タイミングを基準として時間変化量が定義される。これらのパラメータの調整単位は、例えばチャネルビット周期の１／３２とする。なお、記録パルスの調整単位は各種条件に応じて任意に設定してよい。
上記の記録パルスのパラメータのうち、ｄＴｔｏｐ及びＴｔｏｐは、記録マークの始端位置（前エッジ）の形成条件を主として定めるものである。また、ｄＴＣ、ＴＬＰ及びｄＴＳは、記録マークの終端位置（後エッジ）の形成条件を主として定めるものである。これらのパラメータを適宜設定して記録パルスの補正量を設定することにより、記録マークが適切な位置に形成されるようにし、記録した情報の品質を良好に保つことが可能になる。
このため、本実施の形態においては、着目するマーク（自マーク）の長さ、自マークに先行するスペース（前スペース）の長さ、自マークに先行するマーク（前マーク）の長さ、自マークに後続するスペース（後スペース）の長さに応じて、記録パルスのパラメータを適応的に変化させる適応型記録パルスを用いる。このような適応型記録パルスを用いた記録補償方法を適応記録補償と称する。以下では、記録パルスの始端位置（始端エッジと適宜称する）をｄＴｔｏｐ及びＴｔｏｐによって調整し、記録パルスの終端位置（終端エッジと適宜称する）をｄＴＣ、ＴＬＰ及びｄＴＳによって調整する場合の一例について説明する。
本実施の形態では、最短マーク長と光スポット径で決まるＯＴＦ（Optical Transfer Function)の限界を超える高密度記録時に問題となる光学的符号間干渉及び熱干渉を考慮して、マークの始端位置や後端位置をより厳密に制御する。より具体的には、記録データの符号化データのラン長（例えば最大ラン長１１Ｔ以上、本例では２Ｔ〜１１Ｔ）に基づき、始端位置については、例えば、着目するマークのマーク長（自マーク長）に応じて、自マーク長を２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、及び８Ｔ以上の複数分類に細かく分類し、それぞれの分類毎に記録パルスの補正量を設定する。また、例えば、着目するマークに先行する前スペースのスペース長（前スペース長）に応じて、前スペース長を２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、及び８Ｔ以上の複数分類に細かく分類し、それぞれの分類毎に記録パルスの補正量を設定する。終端位置については、例えば、着目するマークの自マーク長に応じて、自マーク長を２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、及び８Ｔ以上の複数分類に細かく分類し、それぞれの分類毎に記録パルスの補正量を設定する。また、例えば、着目するマークに後続する後スペースのスペース長（後スペース長）に応じて、後スペース長を２Ｔ、３Ｔ以上の複数分類に分類し、それぞれの分類毎に記録パルスの補正量を設定する。
本実施の形態の光ディスク装置では、波長λ：４０５ｎｍの半導体レーザ、ＮＡ：０．９１の対物レンズを有する光ピックアップを用いている。再生時のレーザ光の実効スポット径は、ガウシアンビームのピーク強度の１／ｅ＾２となる範囲の直径を実効スポット径Ｒｓとして定義すると、実効スポット径ＲｓはＲｓ＝０．８２×（λ／ＮＡ）で表され、Ｒｓ≒０．３６５μｍになる。このような光学系においては、最短マーク長（２Ｔ）が６８．５３２ｎｍ≒０．０６８μｍ、３Ｔマーク長が０．１０３μｍの記録マークは、光スポットがマークを識別できる限界である光学的な分解能の限界を超えている。光ビームで記録マークを再生した際の再生信号の信号振幅は記録マークが短くなるに従って低下し、光学的な分解能の限界で０になる。この信号振幅が０になる記録マークのマーク長の逆数が空間周波数である。
図６は、光ディスク装置の光学系におけるＯＴＦと空間周波数の関係を示す図である。空間周波数と信号振幅の関係をＯＴＦという。信号振幅は、空間周波数が高くなるに従って直線的に低下し、ゼロとなる限界をＯＴＦカットオフ周波数という。図６では前述の光学系におけるＯＴＦカットオフ周波数を示している。前述の光学系の場合、ＯＴＦのカットオフ周期は、波長λと対物レンズのＮＡから求まり、λ／ＮＡ×０．５となる。即ち、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．９１の場合、カットオフ周期は、０．２２２５μｍとなる。光学的に分解可能な最短マーク長はカットオフ周期の半分の０．１１１３μｍとなる。記録マークの最短マーク長（２Ｔ）が０．０６８μｍ、３Ｔマーク長が０．１０３μｍの場合、光学的に再生可能なカットオフ周波数に比べ高い空間周波数の記録マークを扱うことになるため、再生及び記録が困難になる。また、カットオフ周波数の限界は、光ピックアップ等のばらつきや、記録マークの歪、マーク形状などによってばらつきが生じる。本実施の形態の具体的数値（λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．９１）のほかに、スポットサイズが最も大きくなる条件として、例えば、レーザ波長４１０ｎｍ、対物レンズＮＡ＝０．９２、前述のばらつき等による誤差５％を考慮に入れると、ＯＴＦのカットオフ周期の１／２は、λ／ＮＡ×０．２６＝０．１１５９μｍとなる。従って、最短マーク長が概略０．１１５９μｍ以下となるマークを記録或いは再生する場合には、光学的な符号間干渉を無視できない。
図７は、本実施の形態の光ディスク装置における実効スポット径と記録マークの物理サイズの関係を示す模式図であり、４Ｔマーク−４Ｔスペースが連続するビットパターンを示した図である。図７において、物理サイズを比較するための参照長Ｌｘは、Ｌｘ＝１００ｎｍ＝０．１μｍであり、破線で区切った１単位が１Ｔのラン長（すなわちチャネルクロック周期、チャネルビット長）３４．２ｎｍ＝０．０３４２μｍを示している。
図７に示すように、４Ｔマーク−４Ｔスペースが連続するビットパターンの場合、４Ｔのマーク長及びスペース長は１３６．９ｎｍであり、４Ｔ×３＝４１０．６ｎｍが実効スポット径Ｒｓ＝３６５ｎｍより大きくなる。本願の発明者が実験により求めたところ、図７に示した物理サイズの記録マークにおいて、４Ｔ以上のマーク及びスペースの単純な繰り返し信号はスペクトラムアナライザを使ってＣＮＲ等が測定値が計測されるため光学的に読み取り可能であり、３Ｔ以下のマーク及びスペースは光学的に分解困難であることが、実験結果より確認した。ここで、マーク長÷実効スポット径Ｒｓを光学分解能評価値ＯＲとして定義すると、ＯＲ＝マーク長／Ｒｓ≧１／３＝０．３３となる場合は光学的に読み取り可能であり、ＯＲ＜０．３３の場合は光学的に分解が困難なことを見出した。図７の例では、４Ｔの場合の光学分解能評価値ＯＲは、ＯＲ（４Ｔ）＝０．３８であり、４Ｔ以上は光学的に分解可能である。
図８は、比較例の光ディスク装置における実効スポット径と記録マークの物理サイズの関係を示す模式図であり、３Ｔマーク−３Ｔスペースが連続するビットパターンを示した図である。この比較例は、ＢＤＸＬ（登録商標）の場合を示している。図８において、物理サイズを比較するための参照長Ｌｘは、図７と同様にＬｘ＝１００ｎｍ＝０．１μｍであり、破線で区切った１単位が１Ｔのラン長（すなわちチャネルクロック周期、チャネルビット長）５５．９ｎｍ＝０．０５５９μｍを示している。
図８の例では、３Ｔのマーク長及びスペース長が１６７．６ｎｍであり、図７に示した本実施の形態の場合の４Ｔと近い値となる。図８の比較例の記録マークにおいては、３Ｔ以上のマーク及びスペースは光学的に読み取り可能であり、２Ｔ以下のマーク及びスペースは光学的に分解困難である。このため、ＢＤＸＬ（登録商標）の場合、ＰＲ（１，２，２，２，１）ＭＬ方式の最尤復号を採用することによって、２Ｔのマーク及びスペースを復号可能にしている。
図９は、本実施の形態の光ディスク装置における実効スポット径と記録マークの物理サイズの関係を示す模式図であり、最短のマーク長及びスペース長である２Ｔマーク−２Ｔスペースを含むビットパターンを示した図である。図９において、物理サイズを比較するための参照長Ｌｘは、図７と同様にＬｘ＝１００ｎｍ＝０．１μｍであり、破線で区切った１単位が１Ｔのラン長（すなわちチャネルクロック周期、チャネルビット長）３４．２ｎｍ＝０．０３４２μｍを示している。
ここで、本実施の形態の光ディスク装置において用いる記録データの変調符号について説明する。本実施形態では、変調符号として例えば１１０ＰＣＷＡ（Parity-Complementary Word Assignment）を用いる。１１０ＰＣＷＡは、変調後の符号化データの“１”と“１”の間の“０”の最小数が１個（すなわち２Ｔ）、最大数が１０個（すなわち１１Ｔ）となる変調符号であり、ＲＬＬ（１，１０）変調符号（Run Length Limited encoding code）の一種である。よって、１１０ＰＣＷＡは２Ｔ〜１１Ｔの符号長を有する。なお、同期信号のｓｙｎｃマークは上記最大符号長を超える１２Ｔを割り当てている。ここで、ＰＣＷＡはパリティ補完ワード割り当てを意味する。ＰＣＷＡを伴うＲＬＬ変調符号は、２つのＤＣ制御ビット値を除いて、同じデータビット列と反対のパリティを有する２つの変調符号列を生成する特性を有する。また、１１０ＰＣＷＡは、再生信号の振幅低下を抑制して読み出し性能を向上させるため、最短ラン長２Ｔの連続数が２に制限されている。このため、２Ｔマーク−２Ｔスペース或いは２Ｔスペース−２Ｔマークの後に２Ｔマーク又はスペースが連続することなく、３Ｔ以上のマーク又はスペースとなる。このような変調符号を採用することによって、再生時の符号誤りの発生を効果的に低減できる。なお、最大ラン長については、光学分解能評価値ＯＲ≒１．０を超えるマーク及びスペースは、冗長度が高くなるだけであり、符号化効率及び記録効率が低下するので、マーク及びスペースの最大ラン長はＯＲ≒１．０程度とするのが好ましい。このため、本実施の形態では、ＯＲ＝１となる３６５ｎｍに対して、１１Ｔ＝３７６．４ｎｍ、ＯＲ（１１Ｔ）＝１．０３であるので、２Ｔ〜１１Ｔの変調符号を用いている。記録データに対して、１１０ＰＣＷＡを用いた変調を行うことにより、２Ｔ〜１２Ｔのラン長を有する符号化データの記録符号列が生成される。
図９に示すように、３Ｔマーク−２Ｔスペース−２Ｔマーク−３Ｔスペース−２Ｔマークのように最短ラン長を含むビットパターンの場合、２Ｔ又は３Ｔのマーク、スペースを光学的に読み取ることは困難である。３Ｔの場合はＯＲ（３Ｔ）＝０．２８、２Ｔの場合はＯＲ（２Ｔ）＝０．１９であり、ＯＲ＜０．３３であるので、２Ｔ、３Ｔは光学的に分解が困難である。そこで、本実施の形態では、図９に示すような３Ｔ以下のマーク、スペースを含むビットパターンであっても、例えば拘束長＝１１である高次化したＰＲＭＬ方式を用いて最尤復号を行うことにより、実用上十分なエラーレートを満たす再生信号の復号結果を得られるようにする。ＰＲＭＬ方式の最尤復号では、前後の時刻の状態を用いて再生信号のビットパターンを推定するため、本実施の形態のようにラン長が２Ｔ〜１２Ｔの記録符号列に対応して、ＰＲＭＬの拘束長を１１と長くしている。拘束長の長さに伴い、ＰＲクラスも例えばＰＲ（３，６，９，１３，１６，１７，１６，１３，９，６，３）と多値化して細分化している。また、本実施の形態では、復号結果の評価指標として、後述するような拡張型の評価指標であるＬ−ＳＥＡＴ（run-length-Limited Sequence Error for Adaptive Target）を用いてパターンシフトを検出し、マーク長及びスペース長の分類毎に適応記録補償を実行することにより、復号エラーとなる確率が高いビットパターンについても再生時のエラーレートを十分に低減可能にする。
本実施の形態では、記録データの符号化データを生成する変調符号として、最大符号長１１Ｔのような長い符号長を持つ変調符号を採用することによって、記録マークの再生信号のＳＮＲの向上を図っている。また、２Ｔ〜１２Ｔの記録マークに対して、ＰＲＭＬの拘束長を１１のように長くすることによって、ＯＲ＜０．３３となり光学的に分離できない２Ｔ、３Ｔの短いマーク及びスペースを再生可能にするとともに、２Ｔ〜１２Ｔの各ラン長の読み取りエラーを減少させるようにしている。これにより、符号化効率を高めるとともに、読み取り性能を向上させ、エラーレートの低減を図っている。なお、符号化データを生成する変調符号の符号長は、本実施の形態では最大符号長１１Ｔ以上の長い変調符号を想定しており、例えば最大符号長１３Ｔ以上の変調符号を用いる場合にも適用は可能であるが、最大符号長を長くすると符号化効率が低下し、記録線密度を向上させる必要があるなどデメリットも存在する。
また、本実施の形態では、記録マークを形成する際の記録パルスの始端位置及び終端位置の補正量を、マーク長及びスペース長によって細かく分類して設定することにより、符号間干渉及び熱干渉を低減させる。このとき、自マーク長及び前スペース長、後スペース長が、２Ｔ、３Ｔのように短いマーク及びスペースにおいて細かく分類するとともに、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔまでを各ラン長毎に分類する。本実施の形態では、７Ｔの場合のＯＲ（７Ｔ）＝０．６６であり、本願の発明者の実験結果により、ＯＲ＜２／３＝０．６６となる７Ｔ以下のマーク及びスペースにおいて、各ラン長毎に分類することによって、再生時のエラーレートを十分に低減可能であることを見出した。すなわち、着目するマークのマーク長及びスペース長に応じて、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、及び８Ｔ以上の複数分類に細かく分類し、各分類毎に記録パルスの補正量を設定する。これにより、符号間干渉及び熱干渉を低減し、エラーレートの低減を図っている。また、８Ｔ以上をさらに細かく分類し、例えば８Ｔ、９Ｔ、１０Ｔ、１１Ｔ以上のように、長いマーク長又はスペース長を個別に分類してもよい。これにより、エラーレートの更なる低減を図ることが可能である。
本実施の形態の光ディスク装置では、最大符号長が１１Ｔと長い１１０ＰＣＷＡの変調符号を用いた符号化データに対応して、誤り訂正符号は、２５６ＫＢ 拡張ＲＳＰＣ（Reed-Solomon Product Code）（リード・ソロモン積符号）を用いている。この誤り訂正符号は、２Ｔ〜１２Ｔの長いラン長の復号データに対応するものである。
（適応記録補償）
次に、本実施の形態の光ディスク装置における適応記録補償の処理手順を説明する。ここでは、光ディスク装置の動作に係る処理手順を規定したコンピュータプログラムを、コンピュータによって実行する例を示す。
図１０は、本実施の形態の適応記録補償によって記録処理を実行する処理手順を示すフローチャートである。光ディスク装置は、データの記録処理の実行時の記録条件として、レーザ駆動部１１３において記録パワーなどを設定するとともに、記録補償部１１２において記録パルス条件を設定する（Ｓ１１）。本実施の形態では、適応記録補償において、記録データのビットパターンの分類毎に最適化した記録パルスの補正量を、記録パルス条件として設定する。
光ディスク装置は、まず、記録パターン発生部１１１において、記録データを符号化してマーク及びスペースの組合せである符号化データを作成する（Ｓ１２）。符号化データとしては、図４の（ｂ）に示すＮＲＺＩ信号２０２が対応する。
次に、光ディスク装置は、記録補償部１１２において、符号化データのビットパターンをマーク長とスペース長に応じて分類する（Ｓ１３）。本実施の形態では、着目するマークについて、自マーク長と前スペース長、後スペース長、前マーク長などに応じて分類分けを行う。
続いて、光ディスク装置は、記録補償部１１２において、ビットパターンの分類毎の記録パルス条件によって、符号化データに対応する記録パルスのパルス波形を調整する（Ｓ１４）。本実施の形態では、ビットパターンの分類毎に設定された補正量を用いて、記録パルスの始端及び終端の位置を制御する。
そして、光ディスク装置は、レーザ駆動部１１３において、記録パルスに基づき光照射部１０２を駆動し、記録パルス列によるレーザ光を光ディスク１０１に照射し、マークを形成する（Ｓ１５）。以上の処理により、記録データのビットパターンに応じて、光ディスク上に記録される記録マークの始端及び終端の位置が適応的に補正される。
図１１は、本実施の形態の適応記録補償における記録パルス条件の調整処理の手順を示すフローチャートである。光ディスク装置は、光ディスク１０１に記録されている記録条件、又は光ディスク装置のメモリに保存されている記録条件を用いて、記録補償部１１２において記録パルス条件を設定する（Ｓ２１）。そして、光ディスク装置は、設定した記録パルス条件によってレーザ駆動部１１３及び光照射部１０２を制御し、光ディスク１０１の所定のトラックに試し書きを行う（Ｓ２２）。
次に、光ディスク装置は、試し書きしたトラックの記録マークを再生し、ＰＲＭＬ処理部１０８により２値化信号を復号し、シフト検出部１０９において、２値化信号における着目するビットパターンのパターンシフトのずれ量（パターンシフト量）を検出する（Ｓ２３）。続いて、光ディスク装置は、記録パルス条件演算部１１０において、パターンシフト量が所定値以下に抑えられているかどうかを判定する（Ｓ２４）。ここで、パターンシフト量が所定値を超える場合（Ｓ２４：Ｎｏ）、記録パルス条件演算部１１０において、パターンシフト量に応じた記録パルス条件の調整を行う（Ｓ２５）。そして、光ディスク装置は、調整後の記録パルス条件によって、試し書き（Ｓ２２）及びパターンシフト検出（Ｓ２３）を行い、パターンシフト量の判定を行う（Ｓ２４）。パターンシフト量が所定値以下となっている場合（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、記録パルス条件演算部１１０において、記録パルス条件の更新を行い（Ｓ２６）、記録パルス条件の調整処理を終了する。この最適化された記録パルス条件を用いて、記録補償部１１２において記録パルス条件を設定し、適応記録補償を実行する。
試し書きを行う際は、例えば、最初にマーク長が４Ｔ以上のビットパターンの記録パルスの補正値を求めた後、次の試し書きを行う際、２Ｔ、３Ｔの信号を含んだビットパターンで試し書きを行って、短いラン長における補正値を算出して設定してもよい。高密度化を図った光ディスクでは、短いマーク及びスペースの再生信号の振幅が極めて小さい。このような光ディスクにおいて、３Ｔ以下の記録マーク位置が正確に記録できていない状態では、４Ｔ以上のマーク及びスペースの位置を正しく合わせるのが困難な場合がある。前述のような非常に符号間干渉の大きい信号を再生するときは、初めに４Ｔ以上の符号長のマークを記録し、４Ｔ以上のマーク及びスペースのエッジ位置を正確に記録補償しておき、その後２Ｔ及び３Ｔのマーク及びスペースを含むマークを記録して、２Ｔ及び３Ｔのマーク及びスペースの記録位置を正確に補償すればよい。これにより、より正確にかつ効率よく記録することができ、再生信号品質を向上させることができる。
また、試し書きの記録時には、２Ｔや３Ｔマークなどの短いマークの記録マークの大きさや、シフト量が記録条件毎に異なる。そのたびごとに、適応等価フィルタのタップ係数が変化すると、記録状態の変化に加えて、再生状態の変化による再生信号のパターンシフト状態が加わることになる。従って、記録条件の違いにより生じるパターンシフト調整を正確に行うために、記録調整を行う際には、再生イコライザのブースト値あるいは、適応等化フィルタのタップ係数をあらかじめ試し記録あるいは記録補償調整用に固定するもしくは、変動範囲を制限する方が好ましい。こうすることによって、正確に各ビットパターンのパターンシフト量を調整できる。
（符号化データの分類例）
次に、本実施の形態の適応記録補償において用いる符号化データのビットパターンの分類をいくつか例示する。
記録マークにおける熱干渉は、自マークの前側のスペース及びマークと後側のスペース及びマークとで、自マークへの影響が非対称となり、前側に位置するスペース及びマークが大きく関与するディスクや層が存在する。このようなディスクを想定して、本実施の形態では、記録パルスの始端エッジにおいて、自マーク長及び前スペース長によって細かく分類して記録パルスの補正量を設定することにより、熱干渉を効果的に低減させる。記録パルスの終端エッジにおいては、長いマーク及びスペースは後方向への熱の影響が小さいので、後方向への熱の影響が大きくなる短いマーク長及びスペース長について細かく分類することにより、熱干渉を低減させる。
また、記録マークを再生するときに生じる符号間干渉は、自マークの前側のスペース及びマークと後側のスペース及びマークとで、自マークへの影響がほぼ対称となる。このため、本実施の形態では、記録パルスの始端エッジ及び終端エッジにおいて、自マーク長、前スペース長及び後スペース長によって細かく分類して記録パルスの補正量を設定することにより、符号間干渉を効果的に低減させる。
（１）第１例の検出ビットパターンの分類パターン
図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃ、図１２Ｄは、本実施の形態の適応記録補償において用いる検出ビットパターンの分類の第１例を示す図である。図１２Ａ〜図１２Ｄに示した検出ビットパターンの分類を参照して、記録パルスの補正値を設定する。各図において、左側の表は、各分類のパターン番号、各パターン番号の検出パターンにおける前マーク長、前スペース長、自マーク長、後スペース長をそれぞれ示している。右側の表は、各パターン番号の検出パターンに対応する検出ビットパターンをビット単位で示している。それぞれの検出ビットパターンは、図１４に示すＤＢＡ番号１〜８による８つのタイプの分類が示されている。ＤＢＡ（Discriminator Bit Array）（識別ビット列）は、後述するＬ−ＳＥＡＴ演算を行う際に用いる、着目するエッジを中心に前後５Ｔ分の計１０ビットのビット列のタイプを表すものである。なお、図中の左側の表の濃い背景で示す検出パターンは２Ｔのマーク又はスペースが３つ以上連続するものであり、本実施の形態において変調符号として用いる１１０ＰＣＷＡでは出現しないビットパターンであるので、ここでは除外する。
（１−１）記録パルスの始端エッジ調整
図１２Ａ及び図１２Ｂは記録パルスの始端位置の調整に用いるビットパターン分類であり、図１２Ａは自マーク長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔの場合、図１２Ｂは自マーク長が６Ｔ、７Ｔ、８Ｔ、９Ｔ、１０Ｔ、１１Ｔ以上（１１Ｔ及び１２Ｔ）の場合の各分類を示している。
（ａ）自マーク長…２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ，７Ｔ，８Ｔ，９Ｔ，１０Ｔ，１１Ｔ以上の各マーク長において、それぞれ前スペース長…２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ，７Ｔ，８Ｔ，９Ｔ，１０Ｔ，１１Ｔ以上の各スペース長によって分類する。すなわち、上記自マーク長と前スペース長の組合せによってそれぞれ分類する。
（ｂ）前スペース長…２Ｔ，３Ｔの場合、それぞれ前マーク長…２Ｔ，３Ｔ以上で分類する。
（ｃ）自マーク長…２Ｔ，３Ｔの場合、それぞれ後スペース長…２Ｔ，３Ｔ以上で分類する。
（１−２）記録パルスの終端エッジ調整
図１２Ｃ及び図１２Ｄは記録パルスの終端位置の調整に用いるビットパターン分類であり、図１２Ｃは自マーク長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔの場合、図１２Ｄは自マーク長が５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、８Ｔ、９Ｔ、１０Ｔ以上（１０Ｔ、１１Ｔ及び１２Ｔ）の場合の各分類を示している。
（ａ）自マーク長…２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ，７Ｔ，８Ｔ，９Ｔ，１０Ｔ以上の各マーク長において、自マーク長が２Ｔの場合、後スペース長…２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ以上の各スペース長で分類し、自マーク長が３Ｔ，…，９Ｔ，１０Ｔ以上の場合、それぞれ後スペース長…２Ｔ，３Ｔ以上で分類する。すなわち、上記自マーク長と後スペース長の組合せによってそれぞれ分類する。
（ｂ）自マーク長…２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔの場合、それぞれ前スペース長…２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ，７Ｔ，８Ｔ以上の各スペース長によって分類する。
（ｃ）前スペース長…２Ｔ，３Ｔの場合、前マーク長…２Ｔ，３Ｔ以上で分類する。
第１例は、自マークより前側のマーク及びスペースの熱干渉を重視したビットパターン分類の例である。記録パルスの始端エッジについては、自マーク長と前スペース長の各ラン長の組合せによって細かく分類することにより、熱干渉及び符号間干渉を低減可能である。また、前スペース長が２Ｔ，３Ｔの短いスペース長において、前マーク長が２Ｔと３Ｔ以上で分類することにより、短いマーク及びスペースの熱干渉をより効果的に低減可能である。また、自マーク長が２Ｔ，３Ｔの短いマーク長において、後スペース長が２Ｔと３Ｔ以上で分類することにより、符号間干渉を低減可能である。記録パルスの終端エッジについては、自マーク長と後スペース長の各ラン長の組合せによって細かく分類することにより、熱干渉及び符号間干渉を低減可能である。また、自マーク長が２Ｔ〜５Ｔの短いマーク長において、前スペース長によって細かく分類することにより、熱干渉を効果的に低減可能である。また、前スペース長が２Ｔ，３Ｔの短いスペース長において、前マーク長を２Ｔと３Ｔ以上で分類することにより、短いマーク及びスペースの熱干渉をより効果的に低減可能である。
（２）第２例の検出ビットパターンの分類パターン
図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ、図１３Ｄは、本実施の形態の適応記録補償において用いる検出ビットパターンの分類の第２例を示す図である。図１３Ａ〜図１３Ｄに示した検出ビットパターンの分類を参照して、記録パルスの補正値を設定する。各図において、左側の表は、各分類のパターン番号、各パターン番号の検出パターンにおける前マーク長、前スペース長、自マーク長、後スペース長をそれぞれ示している。右側の表は、各パターン番号の検出パターンに対応する検出ビットパターンをビット単位で示している。それぞれの検出ビットパターンは、図１４に示すＤＢＡ番号１〜８による８つのタイプの分類が示されている。ＤＢＡ（識別ビット列）は、後述するＬ−ＳＥＡＴ演算を行う際に用いる、着目するエッジを中心に前後５Ｔ分の計１０ビットのビット列のタイプを表すものである。なお、図中の濃い背景で示す検出パターンは２Ｔのマーク又はスペースが３つ以上連続するものであり、本実施の形態において変調符号として用いる１１０ＰＣＷＡでは出現しないビットパターンであるので、ここでは除外する。
（２−１）記録パルスの始端エッジ調整
図１３Ａ及び図１３Ｂは記録パルスの始端位置の調整に用いるビットパターン分類であり、図１３Ａは自マーク長が２Ｔ、３Ｔの場合、図１３Ｂは自マーク長が４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、８Ｔ、９Ｔ、１０Ｔ、１１Ｔ、１２Ｔの場合の各分類を示している。
（ａ）自マーク長…２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ，７Ｔ，８Ｔ，９Ｔ，１０Ｔ，１１Ｔ，１２Ｔの各マーク長において、それぞれ前スペース長…２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ以上の各スペース長によって分類する。すなわち、上記自マーク長と前スペース長の組合せによってそれぞれ分類する。
（ｂ）自マーク長…２Ｔ，３Ｔ，４Ｔの場合、それぞれ後スペース長…２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ以上の各スペース長によって分類する。
（２−２）記録パルスの終端エッジ調整
図１３Ｃ及び図１３Ｄは記録パルスの終端位置の調整に用いるビットパターン分類であり、図１３Ｃは自マーク長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔの場合、図１３Ｄは自マーク長が５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、８Ｔ、９Ｔ、１０Ｔ、１１Ｔ、１２Ｔの場合の各分類を示している。
（ａ）自マーク長…２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ，７Ｔ，８Ｔ，９Ｔ，１０Ｔ，１１Ｔ，１２Ｔの各マーク長において、それぞれ後スペース長…２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ以上の各スペース長によって分類する。すなわち、上記自マーク長と後スペース長の組合せによってそれぞれ分類する。
（ｂ）自マーク長…２Ｔ，３Ｔ，４Ｔの場合、それぞれ前スペース長…２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ以上で分類する。
第２例は、自マークの前後のマーク及びスペースの符号間干渉を重視したビットパターン分類の例である。記録パルスの始端エッジについては、自マーク長と前スペース長の各ラン長の組合せによって細かく分類することにより、熱干渉及び符号間干渉を低減可能である。また、自マーク長が２Ｔ〜４Ｔの短いマーク長において、後スペース長によって細かく分類することにより、符号間干渉を効果的に低減可能である。記録パルスの終端エッジについては、自マーク長と後スペース長の各ラン長の組合せによって細かく分類することにより、熱干渉及び符号間干渉を低減可能である。また、自マーク長が２Ｔ〜４Ｔの短いマーク長において、前スペース長によって細かく分類することにより、符号間干渉を効果的に低減可能である。
なお、符号化データのマーク長及びスペース長による分類は、上記の例に限るものではなく、光ディスクの特性、光ピックアップの光学条件など、種々の要因に応じて適宜設定してよい。例えば、記録パルスの調整を行うマーク長を２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ以上の４通り、前後のスペース長を分類せずに、マーク・スペースの分類数を縮退して検出、記録調整することも可能である。その場合、試し記録によって複数のパターンを記録して、ずれ量を検出し、記録パルスの設定を調整するという、一連の記録調整（学習）にかかる時間を短縮することが可能である。
（パターンシフト検出）
次に、本実施形態における再生信号のパターンシフトの検出方法について説明する。本実施の形態では、ＰＲＭＬ処理部１０８において、拘束長＝１１と高次化したＰＲＭＬ方式の最尤復号処理によって再生信号の２値化信号を生成し、シフト検出部１０９において、Ｌ−ＳＥＡＴ演算によって２値化ビット列のパターンシフトを検出する。
まず、復号結果の評価指標として従来型の評価指標であるＬ−ＳＥＡＴを用いたＬ−ＳＥＡＴ演算の概要について説明する。前述した特許文献２に示されるように、Ｌ−ＳＥＡＴは、再生信号と目標信号とのユークリッド距離の差に従う評価指標において、２値化ビット列の着目するエッジのシフトに対応する成分とＳＮＲに依存する成分とを分離して評価を行う評価指標である。ここで、Ｌ−ＳＥＡＴの定義について説明する。
再生信号をＷ、再生信号から得られた２値化ビット列の目標信号をＴ、２値化ビット列の着目するエッジを１ビット左にシフトさせ、かつラン長制限を満たすビット列の目標信号をＬ、２値化ビット列の着目するエッジを１ビット右にシフトさせ、かつラン長制限を満たすビット列の目標信号をＲとする。この場合、目標信号Ｔの２値化ビット列に対して、Ｌは左方向に最短符号距離で１ビットずれた２値化ビット列の目標信号であり、Ｒは右方向に最短符号距離で１ビットずれた２値化ビット列の目標信号である。Ｗ，Ｔ，Ｒ，Ｌ間のユークリッド距離をＥＤ（Ｗ，Ｔ）、ＥＤ（Ｗ，Ｒ）のように表す。そして、着目するエッジが左方向にシフトする誤りについての評価値をｘＬ、右方向にシフトする誤りについての評価値をｘＲとして、これらを等価エッジシフトと呼び、以下の数式（１）、数式（２）で定義する。
Figure 0006975914
着目するエッジのエッジシフト量をエッジシフトＤと呼び、以下の数式（３）で定義する。
Figure 0006975914
着目するエッジのエラー確率に相当する補正量をＳＮＲファクタＳと呼び、以下の数式（４）で定義する。
Figure 0006975914
着目するエッジのマーク長と先行（若しくは後続）するスペース長が同じ、すなわち同一の記録パルス条件にて記録されるエッジの集団について、記録調整に用いるエッジシフト量をエッジシフトＤの統計平均値Δとして、以下の数式（５）で定義する。
Figure 0006975914
ただし、Ｎは測定したエッジの総数、Ｄｎはｎ番目のエッジの拡張エッジシフトである。
上記の数式（１）〜（５）によって定義される各評価指標を、従来型の評価指標Ｌ−ＳＥＡＴと呼び、数式（５）で定義した統計平均値ΔをＬ−ＳＥＡＴシフトと呼ぶ。
本実施の形態では、再生信号の２値化ビット列の着目するマーク・スペースを含むパターンに関して、Ｌ−ＳＥＡＴシフトに対応するパターンシフト量を算出し、パターンシフト量が最小となるような記録パルスの補正値を算出し、記録パルス条件を設定する。
次に、本実施の形態の適応記録補償を行うために再生信号からパターンシフトを検出する処理手順を説明する。本実施の形態の拡張型Ｌ−ＳＥＡＴでは拘束符号長が長く、複数のマーク・スペースを含むパターン毎に検出するため、従来のエッジシフトではなく、パターンシフトと呼んでいる。特許文献２にあるようなマーク始端・終端のエッジシフトのみではなく、着目したマークの前後のスペースおよびマークにまで拡張してシフト量を演算する概念である。複数の記録マーク・スペースの並びの中の再生信号からの記録パルスの始端及び／又は終端の位置を調整する場合、パターンシフトとして、パターンずれ方向とパターンずれ量とを、各マークと各スペースの組合せ毎に検出する必要がある。
図１４は、本実施の形態において拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算に用いるビット列の種別を示す図である。再生信号の２値化ビット列において、着目するエッジを中心にビットパターンを見ると、前後５Ｔで計１０Ｔ分のビット列のパターンは、図１４に示すようにＤＢＡ番号１〜８の８つのパターンに分類される。図示例は、２値化ビット列の“０”に対応してマークを記録するマーク極性の場合を示している。この場合、２値化ビット列の“１”に対応する部分がスペースとなる。図１４において、左側の表は８種類のＤＢＡ（Discriminator Bit Array）のビット列を示し、右側の表は、各ＤＢＡ種別のビット列に対して、左右にそれぞれ１ビットシフトさせた最短符号距離のビット列をＸＯＲ演算により生成する際のＸＯＲマスクビット列（XOR Mask Bit Array）を示している。ここで、Ｌ−Ｔａｒｇｅｔは左方向に１ビットシフトさせる場合のＸＯＲマスクビット列（左ずれマスクビット列）であり、Ｒ−Ｔａｒｇｅｔは右方向に１ビットシフトさせる場合のＸＯＲマスクビット列（右ずれマスクビット列）である。なお、空欄の部分は最短符号距離のビット列が存在しないパターンである。以下、左方向のビットシフトを「左ずれ」、右方向のビットシフトを「右ずれ」と称する。光スポットの進行方向に対して進行方向を後ろ側、進行方向の反対側を前側と定義する。
拡張型Ｌ−ＳＥＡＴの比較演算を行う際には、着目するパターンを中心にした１０ビット（１０Ｔ分）の検出ビットパターンについて、図１４に示したＤＢＡ種別の分類に従っていずれのＤＢＡ種別かを判定し、右ずれマスクビット列及び左ずれマスクビット列を決定する。そして、検出ビットパターンに対して右ずれマスクビット列及び左ずれマスクビット列を用いてＸＯＲ演算を行い、右ずれビット列と左ずれビット列を算出する。右ずれビット列と左ずれビット列は、検出ビットパターンに対してそれぞれ左右のビット方向に最も誤る可能性の高いパターンのビット列である。
図１５は、本実施の形態における拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算処理の一例を説明する図である。図１５に示すように、本実施の形態におけるＰＲクラスの各係数Ｄ１は、Ｄ１：３，６，９，１３，１６，１７，１６，１３，９，６，３であり、拘束長＝１１で１１個の係数を有する。時刻Ｄ２は、所定のチャネルビットのタイミングを０として１Ｔ毎に１ずつ増分するものとする。ここでは、図中の入力データとして示す入力波形Ｄ４の値に対して、その上段に示すようにビタビ復号による復号結果（ビタビ検出結果）Ｄ３が得られた場合を示す。尚、図１５のＤ３において０がマーク、１がスペースを表し、１時刻が１Ｔｗ単位であることを表す。図１５の例は、時刻Ｄ２＝８〜１７のビタビ検出結果Ｄ３が、図１４のＤＢＡ番号：７、図１２Ａの第１例の検出ビットパターンのパターン番号：１１に対応するビットパターンである。前後の時刻を含めた時刻Ｄ２＝７〜１８において、４Ｔマーク−２Ｔスペース−２Ｔマーク−４Ｔスペースとなっている。この場合、着目するエッジは、時刻Ｄ２＝１３の２Ｔマークの始端エッジであり、自マークが２Ｔマーク、前スペースが２Ｔスペースである場合の、自マークのパターンずれを演算することになる。
ＰＲクラスの最大振幅Ｄ５は、各係数Ｄ１：３，６，９，１３，１６，１７，１６，１３，９，６，３を合計してＤ５＝Σ（Ｄ１）＝１１１となる。ここで、入力波形の最大振幅（Peak to Peak）Ｄ６をＤ６＝２２２とし、ＰＲクラスの各係数Ｄ１をＤ６／Ｄ５で規格化すると、規格化後のＰＲクラスの係数Ｄ７は、Ｄ７＝Ｄ１×（Ｄ６／Ｄ５）＝６，１２，１８，２６，３２，３４，３２，２６，１８，１２，６となる。そして、ビタビ検出結果Ｄ３について、値を０が中心となるようオフセットさせ、０→−０．５、１→＋０．５に補正したものをＤ８とする。
次に、補正後のビタビ検出結果Ｄ８において、前後の５Ｔを含めて全部で１１Ｔ分の各時刻のビタビ検出結果Ｄ８の値に、それぞれＰＲクラスの係数Ｄ７を乗算した１１個の積を積算することにより、ビタビ復号結果に対しＰＲ等化処理を施した理想波形Ｄ９を算出する。すなわち、時刻ｔのビタビ検出結果Ｄ８をＤ８（ｔ）、理想波形Ｄ９をＤ９（ｔ）とし、現在時刻をｔ＝１３とすると、Ｄ９（ｔ）＝Σ｛Ｄ８（ｔ）×Ｄ７（ｎ）｝の演算をｔ＝８〜１８、ｎ＝１〜１１について実行し、ビタビ復号結果の理想波形Ｄ９（ｔ）を求める。
続いて、ＤＢＡ番号：７のＲ−ＴａｒｇｅｔＤ１０とＬ−ＴａｒｇｅｔＤ１１を用いて、補正後のビタビ検出結果Ｄ８に対してＸＯＲ演算を行い、Ｒ−Ｔａｒｇｅｔ積（右ずれビット列）Ｄ１２とＬ−Ｔａｒｇｅｔ積（左ずれビット列）Ｄ１３を算出する。そして、Ｒ−Ｔａｒｇｅｔ積Ｄ１２とＬ−Ｔａｒｇｅｔ積Ｄ１３のそれぞれについて、ビタビ検出結果Ｄ８と同様にＰＲ等化処理を施し、前ずれ理想波形Ｄ１４と後ろずれ理想波形Ｄ１５を算出する。前ずれ理想波形Ｄ１４と後ろずれ理想波形Ｄ１５は、前後方向に最も誤る可能性の高いパターンのＲ−Ｔａｒｇｅｔ積Ｄ１２とＬ−Ｔａｒｇｅｔ積Ｄ１３にそれぞれ対応する理想波形である。
また、前ずれ理想波形Ｄ１４と理想波形Ｄ９の各時刻の距離Ｄ１６を、両者の差分の２乗をとり、Ｄ１６＝（Ｄ１４−Ｄ９）＾２によって算出する。ここで、記号＾はべき乗を表す。なお、後ろずれ理想波形Ｄ１５と理想波形Ｄ９の各時刻の距離も前ずれと同じ演算となる。そして、各時刻の距離Ｄ１６を積算することにより、前ずれ理想波形Ｄ１４と理想波形Ｄ９の自乗ユークリッド距離Ｄ１７を算出する。
次に、理想波形Ｄ９と入力波形Ｄ４との差分と、理想波形Ｄ９と前ずれ理想波形Ｄ１４との差分とを乗算することにより、各時刻の前シフト演算値Ｄ１８を、Ｄ１８＝（Ｄ９−Ｄ４）×（Ｄ９−Ｄ１４）によって算出する。そして、各時刻の前シフト演算値Ｄ１８を積算して前シフト積算値Ｄ１９を算出する。前シフト積算値Ｄ１９は、理想波形Ｄ９及び前ずれ理想波形Ｄ１４に対する入力波形Ｄ４の前方向のずれの程度を示す値である。また、理想波形Ｄ９と入力波形Ｄ４との差分と、理想波形Ｄ９と後ろずれ理想波形Ｄ１５との差分とを乗算することにより、各時刻の後ろシフト演算値Ｄ２０を、Ｄ２０＝（Ｄ９−Ｄ４）×（Ｄ９−Ｄ１５）によって算出する。そして、各時刻の後ろシフト演算値Ｄ２０を積算して後ろシフト積算値Ｄ２１を算出する。後ろシフト積算値Ｄ２１は、理想波形Ｄ９及び後ろずれ理想波形Ｄ１５に対する入力波形Ｄ４の後ろ方向のずれの程度を示す値である。
最後に、上述した数式（５）にて定義したＬ−ＳＥＡＴシフトΔに相当するＬ−ＳＥＡＴ値Ｄ２２を、前シフト積算値Ｄ１９と後ろシフト積算値Ｄ２１との差分を２で割り、Ｄ２２＝（Ｄ１９−Ｄ２１）／２によって算出する。Ｌ−ＳＥＡＴ値Ｄ２２は、理想波形Ｄ９に対して入力波形Ｄ４がどれだけ前又は後ろにずれているか、すなわち着目した記録マークの前後のマーク・スペースを含む記録パターンが理想的な位置からどれだけ前方向又は後ろ方向にずれているかを示す値である。Ｌ−ＳＥＡＴ値Ｄ２２の符号がエッジずれ方向を示し、絶対値がエッジずれ量を示している。上式のように前シフト積算値Ｄ１９から後ろシフト積算値Ｄ２１を減算して算出した場合、Ｌ−ＳＥＡＴ値Ｄ２２がプラスの場合は、入力波形Ｄ４が理想波形Ｄ９に対して右方向、すなわち着目した記録マークの前後のマーク・スペースを含む記録パターンが理想的な位置から後ろ方向にずれていることを表している。Ｌ−ＳＥＡＴ値Ｄ２２がマイナスの場合は、入力波形Ｄ４が理想波形Ｄ９に対して左方向、すなわち着目した記録マークの前後のマーク・スペースを含む記録パターンが理想的な位置から前方向にずれていることを表している。そして、Ｌ−ＳＥＡＴ値Ｄ２２について、前ずれ理想波形Ｄ１４と理想波形Ｄ９の自乗ユークリッド距離Ｄ１７によって規格化し、規格化後のＬ−ＳＥＡＴ値Ｄ２３を、Ｄ２３＝Ｄ２２／Ｄ１７によって算出する。なお、規格化後のＬ−ＳＥＡＴ値Ｄ２３をパーセントで表してもよい。このようなＬ−ＳＥＡＴ演算により、入力波形Ｄ４と理想波形Ｄ９、前ずれ理想波形Ｄ１４、後ろずれ理想波形Ｄ１５との差を算出し、理想波形Ｄ９に対する入力波形Ｄ４のパターンシフトを検出できる。
図１６は、本実施の形態における拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算の処理結果の一例を示す図である。図１６は、図１５で説明したＬ−ＳＥＡＴ演算における入力波形Ｄ４（図中×及び実線）、理想波形Ｄ９（図中◇及び破線）、前ずれ理想波形Ｄ１４（図中□及び一点鎖線）、後ろずれ理想波形Ｄ１５（図中△及び二点鎖線）の各時刻の信号レベルの値をグラフ化して示したものである。図１６のグラフの下側には、入力波形Ｄ４に対応するマークＭ１と、理想波形Ｄ９に対応するマークＭ０とを示す。上述した拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算によって、マークＭ１とマークＭ０のパターンの差分（パターンずれ）が、パターンシフト量を表すＬ−ＳＥＡＴ値Ｄ２２、すなわちＬ−ＳＥＡＴシフトΔとして算出される。図示例は、入力波形Ｄ４に対応するマークＭ１が、理想波形Ｄ９に対応するマークＭ０に対してパターンシフト量Δで後ろ方向にずれている場合を示している。この場合、マークＭ１を含む記録マークとスペースを前方向にパターンシフト量Δで移動させるように、記録パルスの補正量を設定して記録パターン位置を補正することによって、理想波形Ｄ９にほぼ一致する再生信号を得ることができる。
以上のようなパターンシフト検出を、図１２Ａ〜図１２Ｄの第１例又は図１３Ａ〜図１３Ｄの第２例の検出ビットパターンの分類毎に同様の手順で実行し、各分類のビットパターンにおけるパターンシフト量を算出する。この際、検出ビットパターンの分類毎に、着目する記録マークおよび、前後のスペース長の組合せのパターン番号毎にパターンシフト量をそれぞれ算出する。そして、分類毎に求めたパターンシフト量に基づき、各分類の検出ビットパターンにおける記録パルスの補正量を算出する。記録パルスの補正量は、図１１で説明したように、試し書きを行ってパターンシフト量を検出し、所定のアルゴリズムによってパターンシフト量が所定値以下となる補正量を求める。記録パルスの始端（始端エッジ）については、検出ビットパターンの分類毎に、始端位置を規定するパラメータｄＴｔｏｐ、Ｔｔｏｐを補正量を含めて設定する。記録パルスの終端（終端エッジ）については、検出ビットパターンの分類毎に、終端位置を規定するパラメータｄＴＣ、ＴＬＰ、ｄＴＳを補正量を含めて設定する。なお、記録パルスの補正量は、各パラメータの基準値を設定し、各ビットパターンの分類毎に差分の補正量を設定するようにしてもよい。
（本実施の形態の処理結果の一例）
次に、本実施の形態の適応記録補償を用いた場合のエラーレートの低減効果について説明する。以下では、本発明の実施の形態で述べたパラメータをもつ光学系、信号処理系、記録システム系を搭載した光ディスク評価装置を用いて実際に５００ＧＢ密度の３層ディスクのＬ０層に８倍速（クロック周波数４９１ＭＨｚ）で記録再生を行い実験により求めた拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算結果とエラーレート検出結果の一例を示す。
図１７は、拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算により算出したパターンシフト量の分布の一例を示す図である。図１７の上段は、４Ｔマークの前の６Ｔスペース（６Ｔｓ）、７Ｔスペース（７Ｔｓ）、８Ｔスペース（８Ｔｓ）、９Ｔスペース（９Ｔｓ）の各スペース長におけるパターンシフト量を個別に求めた場合のヒストグラム分布を示している。ヒストグラムのＸｉ（ｉ＝６，７，８，９）で示す部分が、ヒストグラムの平均値の各Ｔのウィンドウ中心（検出窓中心）からのずれ量を表す。図示例では、４Ｔマークの前の前６Ｔスペースの場合（Ｘ６）は４Ｔマークの始端がマイナス（前方向）のパターンシフト、前７Ｔスペースの場合（Ｘ７）は４Ｔマークの始端が代表値がゼロ近傍のパターンシフト、前８Ｔスペースの場合（Ｘ８）及び前９Ｔスペースの場合（Ｘ９）は４Ｔマークの始端がプラス（後ろ方向）のパターンシフトがそれぞれ検出されている。図１７の下段は、４Ｔマークの前６Ｔ以上のスペース（≧６Ｔｓ）でスペース長を統合し、パターンシフト量を求めた場合の分布を示している。このように６Ｔ以上のスペースとスペース長として一括りにした場合（Ｘ６ｍ）、６Ｔｓ〜１２Ｔｓの各パターンシフトの分布を累積した分布となり、代表値がゼロ近傍のパターンシフトが検出されることになる。したがって、６Ｔ以上のスペース長について、６Ｔｓ、７Ｔｓ、８Ｔｓ、９Ｔｓ、・・・とスペース長を分類せずに、６Ｔ以上で１つにまとめた分類によってパターンシフト検出及び記録パルス条件設定を行うと、縮退が生じることにより、前スペースが６Ｔｓ、８Ｔｓ、９Ｔｓ、１０Ｔｓ、・・・は理想的な位置からずれた状態となり、適切な記録補償とならない場合があり得る。
そこで、本実施の形態では、６Ｔ以上のマーク長、スペース長においても、マーク長又はスペース長毎に細かく分類し、個別にパターンシフト検出及び記録パルス条件設定を行うようにしている。２Ｔ〜１２Ｔのラン長を持つマーク及びスペースを記録する場合、本願の発明者による実験結果により、特に前のスペース長が６Ｔ以上のスペースを含むビットパターンにおいて、スペース長毎のパターンシフト量が漸増し、エラーレートが増加することが判明した。この場合、８Ｔ〜１２Ｔのスペースが関連するビットパターンのエラーが頻発する。そこで、自マーク長や前スペース長を２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、及び８Ｔ以上、より好ましくは、８Ｔ以上をさらに分けて８Ｔ、９Ｔ、１０Ｔ、１１Ｔ以上のように、マーク長及びスペース長によって細かく分類して分類毎に記録パルス条件を設定する。これによって、記録パルスを最適化でき、適切な記録補償を実現可能となる。
図１８は、本実施の形態の一実施例の光ディスク装置におけるチャネルビットエラーレート検出結果を示す図である。図１９は、比較例の光ディスク装置におけるチャネルビットエラーレート検出結果を示す図である。図１８及び図１９において、縦軸はチャネルビットエラーレート（ｃｂＥＲ）を示しており、Ｇｒ（ＩＳＯ）はグルーブのみに記録して孤立したグルーブトラック、Ｇｒ（Ｇ＞Ｌ）はグルーブを先に記録したのちに記録済のグルーブの間のランドトラックに記録した（グルーブ先記録）状態でのグループトラック（隣接記録済グルーブ）、Ｌａ（ＩＳＯ）はランドのみに記録して孤立したランドトラック、Ｌａ（Ｇ＞Ｌ）はグルーブを先に記録したのちに記録済のグルーブの間のランドトラックに記録した（グルーブ先記録）の状態でのランドトラック（隣接記録済ランド）のそれぞれのエラーレートを示している。図１８及び図１９は、光ディスクの記録データ単位であるＲＵＢ（Recording Unit Block）を単位として、４つのＲＵＢに記録してエラーレートを検出した例である。１ＲＵＢ〜４ＲＵＢは、各ブロックにおけるチャネルビットエラーレートを示している。
図１８に示す本実施の形態の実施例は、２Ｔｓ、３Ｔｓ、…、１１Ｔｓ、１２Ｔｓと各スペース長毎に細かく分類して各分類毎にパターンシフト検出及び記録パルス条件設定を行った例である。実施例では、ランド＆グルーブ記録状態でのグルーブトラックのチャネルビットエラーレートの４ＲＵＢ平均値は５．６×１０−４、同記録状態でランドトラックのチャネルビットエラーレートの４ＲＵＢ平均値は４．９×１０−４と、良好な結果が得られた。これに対し、図１９に示す比較例は、スペース長の分類数を２Ｔｓ、３Ｔｓ、４Ｔｓ、５Ｔｓ、６Ｔｓ以上で分類してパターンシフト検出及び記録パルス条件設定を行った例である。比較例では、図１７で説明したように適切な記録補償ができない場合があり、ランド＆グルーブ記録状態でのグルーブトラックのエラーレートは９．２×１０−４、同記録状態でランドトラックのエラーレートは７．２×１０−４であった。実施例は、比較例に比べて、ランド＆グルーブ記録状態の場合のエラーレートを０．６０〜０．６８倍と約２／３程度に低減可能となった。また、グルーブのみ、ランドのみの記録の場合はほぼエラーフリーの状態でエラーレートを低減可能となった。
なお、本実施の形態の拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算に加えて、復号データのジッタの評価指標として、拡張型のＭＬＳＥ（Maximum Likelihood Sequence Error）であるｄ−ＭＬＳＥを用い、ｄ−ＭＬＳＥの演算結果によって記録パルスの補正値などの記録パルス条件を適宜設定することも可能である。
以上のように、本実施の形態は、光ビームを光ディスク１０１に照射して媒体上にマークを複数形成し、各マーク及び隣接する２つのマーク間のスペースのエッジ位置を利用して情報を記録する光ディスク記録方法、及び光ディスク装置である。光ディスク記録方法において、記録パターン発生部１１１により、記録データを変調符号に従って符号化してマーク及びスペースに対応する２値の符号化データを生成し、記録パルス条件演算部１１０により、符号化データにおけるマーク及びスペースのラン長について、着目するマークを自マークとしたとき、自マークのマーク長と、自マークに先行する前スペースのスペース長、自マークに先行する前マークのマーク長、自マークに後続する後スペースのスペース長とのうち、少なくとも２つのラン長の組合せによって符号化データを分類する。また、ＰＲＭＬ処理部１０８により、符号化データに対応するマーク及びスペースを再生した再生信号をＰＲＭＬ方式の最尤復号によって復号し、シフト検出部１０９により、マークを形成するための記録パルスの始端エッジ及び終端エッジの位置ずれの程度を表す評価指標を、ＰＲＭＬ方式の復号結果に基づいて算出する。また、記録パルス条件演算部１１０により、符号化データのラン長の分類毎に、算出した復号結果の評価指標に基づき、記録パルスの始端エッジ及び終端エッジの位置を調整する補正量を設定する。また、記録補償部１１２により、記録データの符号化データに応じた記録パルスを、符号化データのラン長の分類に応じた補正量を用いて生成する。そして、レーザ駆動部１１３により、記録パルスによって光ビームのパワーを複数段に変化させ、光照射部１０２により、光ビームを光ディスク１０１に照射することにより、光ディスク１０１の媒体上に記録データに応じたマークを形成する。このとき、符号化データは、最大符号長が１１Ｔ以上の変調符号によって生成され、最短ラン長が２Ｔ、最大ラン長が１１Ｔ以上の符号列を含むものであり、ＰＲＭＬ方式の最尤復号のクラスである拘束長は１１以上である。また、復号結果の評価指標は、拘束長が１１以上の最尤復号による再生信号の復号結果の２値化ビット列と、２値化ビット列を左右にそれぞれ１ビットシフトさせた右ずれビット列及び左ずれビット列の少なくとも１つとを用いて、着目する記録マークの所定範囲のパターンの前方向又は後ろ方向のずれ量を表すＬ−ＳＥＡＴ値を算出する、拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算による評価指標である。また、符号化データの分類において、自マークのマーク長に応じて２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、及び８Ｔ以上の各ラン長により分類し、それぞれの分類毎に補正量を設定する。
上記構成により、光ディスクのさらなる高密度化を実現するにあたって、記録マークを形成する際の記録パルスの始端位置及び終端位置の補正量を、マーク長及びスペース長によって２Ｔ〜８Ｔまでを細かく分類して設定することにより、符号間干渉及び熱干渉を低減することができ、再生時のエラーレートを十分に低減可能となる。また、最大符号長が１１Ｔ以上の変調符号を用いて符号化データを生成し、符号化データを最短ラン長が２Ｔ、最大ラン長が１１Ｔ以上の符号列を含むものとすることにより、記録マークの再生信号のＳＮＲを向上できる。また、ＰＲＭＬ方式の最尤復号の拘束長を１１以上と長くし、例えば再生信号において着目するビットを含めて前後５Ｔずつのビット列を用いてＰＲＭＬ方式の最尤復号及び評価指標の演算を行うことによって、光学的に分離できない２Ｔ、３Ｔの短いマーク及びスペースを含む再生信号からのデータの読み取りを可能にするとともに、読み取りエラーレートを減少させることができる。
また、符号化データの分類において、自マークのマーク長に応じて２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、８Ｔ、９Ｔ、１０Ｔ、及び１１Ｔ以上の各ラン長により分類し、それぞれの分類毎に前記補正量を設定してもよい。これにより、長いマーク長又はスペース長を個別に分類することで、エラーレートの更なる低減を図ることができる。
また、ＰＲＭＬ方式の最尤復号による復号結果の評価指標は、例えば下記に示す拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算による評価指標を用いるものとする。拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算において、波形等化部１０５及びＡ−Ｄ変換部１０６によって再生信号の入力波形を取得し、ＰＲＭＬ処理部１０８により、再生信号をＰＲＭＬ方式により復号した２値化ビット列の復号結果を得る。また、シフト検出部１０９により、復号結果に基づき再生信号の理想波形を取得し、復号結果の２値化ビット列を左右にそれぞれ１ビットシフトさせた右ずれビット列及び左ずれビット列の少なくとも１つを取得し、右ずれビット列に対応する前ずれ理想波形及び左ずれビット列に対応する後ろずれ理想波形の少なくとも１つを取得する。また、シフト検出部１０９により、前ずれ理想波形を取得した場合、理想波形と入力波形との差分と、理想波形と前ずれ理想波形との差分によって、各時刻の前ずれ量を積算した前シフト積算値を算出し、後ろずれ理想波形を取得した場合、理想波形と入力波形との差分と、理想波形と後ろずれ理想波形との差分によって、各時刻の後ろずれ量を積算した後ろシフト積算値を算出する。また、シフト検出部１０９により、前シフト積算値と後ろシフト積算値との差分に比例するＬ−ＳＥＡＴ値を算出する。このように、拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算による評価指標を用いて、記録パルスの始端エッジ及び終端エッジのパターンシフト量を算出することによって、符号間干渉及び熱干渉によるずれ量を適切に検出できる。また、マーク長及びスペース長の分類毎に、検出したパターンシフト量に応じて、Ｌ−ＳＥＡＴ値が所定値以下となる記録パルスの補正量を求めて設定し、適応記録補償を実行する。これにより、復号エラーとなる確率が高いビットパターンについても再生時のエラーレートを十分に低減できる。
また、符号化データは、最短ラン長である２Ｔの連続数が２以下であるものとする。このように、最短ラン長の連続数を制限することにより、符号化データのビットパターンにおける２Ｔの出現頻度を少なくでき、再生信号の振幅低下を抑制できる。したがって、ラン長が短いマーク及びスペースを含む信号の読み取りエラーレートを低減でき、読み出し性能を向上できる。
上記各実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
なお、本実施の形態の適応記録補償におけるマーク長・スペース長の分類数など、符号化データのラン長の分類に関する情報を、光ディスクの所定の領域にあらかじめ記録していてもよい。また、分類毎に設定した記録パルスの補正量などの記録パルス条件を、光ディスクの所定の領域にあらかじめ記録していてもよい。所定の領域とは、光ディスクの内周のリードインエリアの初期値記録領域１００３（図２参照）、或いは光ディスク装置内のメモリであってもよい。こうすることによって、光ディスクの特性に応じて、不要な調整ステップを実施することなく記録パルス条件の補正を行うことができる。このように適応記録補償の分類や分類毎の記録パルスの補正量などがあらかじめわかっている場合、調整時間を短縮でき、効率的に記録マークの信号品質を向上させることが可能となる。
また、光ディスク装置において、特定の光ディスクについて分類毎の記録パルスの補正量などの記録パルス条件を求めて学習した後に、設定した記録パルス条件を、所定の領域に記録してもよい。所定の領域とは、光ディスクの内周のリードインエリアの初期値記録領域１００３、或いは光ディスク装置内のＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ内にＰＣ用のドライブなどでいうファームウェアという形で保存してもよい。こうすることによって、光ディスク装置や光ディスクの特性に応じて、次回起動時に不要な調整ステップを実施することなく記録パルス条件の補正を行うことができる。このように適応記録補償の分類や分類毎の記録パルスの補正量などがあらかじめわかっている場合、調整時間を短縮でき、効率的に記録マークの信号品質を向上させることが可能となる。
また、本実施の形態の光ディスク装置においては、光ディスクに光ビームを照射して情報を再生する再生部、再生ステップ（光ディスク再生方法）を含む。さらに、光ディスクの所定の領域（例えば、初期値記録領域１００３やＢＣＡなど）に記録された記録パルス条件を読み取るための読み取り部、読み取るステップを含んでもよい。また、ＢＣＡのメディアタイプＩＤと呼ばれるコードにライトストラテジやパワーなどの記録パラメータを紐づけてもよい。こうすることによって、再生処置においても、光ディスクの特性に応じて、次回起動時に不要な調整ステップを実施することなく記録パルス条件の補正を行うことができる。このように適応記録補償の分類や分類毎の記録パルスの補正量などがあらかじめわかっている場合、調整時間を短縮でき、効率的に記録マークの信号品質を向上させることが可能となる。
なお、本実施の形態では、ＰＲＭＬ方式の最尤復号におけるＰＲクラスとして、ＰＲ（３，６，９，１３，１６，１７，１６，１３，９，６，３）を一例に挙げて説明したが、これに限定されない。本発明を実施できるＰＲＭＬ方式の組み合わせの選択であってもよい。
また、本実施の形態において光ディスク記録方法としたが、光記録再生方法として、記録再生動作を含む方法にしてもよい。
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
本開示は、光ディスクのさらなる高密度化に対応して、光学的な符号間干渉及び熱干渉を低減することができる光ディスク記録方法、光ディスク装置及び集積回路として有用である。
１０２ 光照射部
１０３ プリアンプ部
１０４ ＡＧＣ部
１０５ 波形等化部
１０６ Ａ−Ｄ変換部
１０７ ＰＬＬ部
１０８ ＰＲＭＬ処理部
１０９ シフト検出部
１１０ 記録パルス条件演算部
１１１ 記録パターン発生部
１１２ 記録補償部
１１３ レーザ駆動部

Claims (17)

  1. 光ビームを光ディスクに照射して媒体上にマークを複数形成し、各マーク及び隣接する２つのマーク間のスペースのエッジ位置を利用して情報を記録する光ディスク記録方法であって、
    記録データを変調符号に従って符号化して前記マーク及び前記スペースに対応する２値の符号化データを生成するステップと、
    前記符号化データにおける前記マーク及び前記スペースのラン長について、着目するマークを自マークとしたとき、前記自マークのマーク長と、前記自マークに先行する前スペースのスペース長、前記自マークに先行する前マークのマーク長、前記自マークに後続する後スペースのスペース長とのうち、少なくとも２つのラン長の組合せによって前記符号化データを分類するステップと、
    前記符号化データのラン長の分類毎に、前記符号化データに対応するマーク及びスペースを再生した再生信号を、ＰＲＭＬ方式の最尤復号によって復号した場合の復号結果の評価指標に基づき、前記マークを形成するための記録パルスの始端エッジ及び終端エッジの位置を調整する補正量を設定するステップと、
    前記符号化データに応じた記録パルスを、前記符号化データのラン長の分類に応じた前記補正量を用いて生成するステップと、
    前記記録パルスによって光ビームのパワーを複数段に変化させ、前記光ビームを光ディスクに照射することにより、前記光ディスクの媒体上に前記記録データに応じたマークを形成するステップと、を有し、
    前記符号化データは、最大符号長が１１Ｔ以上の変調符号によって生成され、最短ラン長が２Ｔ、最大ラン長が１１Ｔ以上の符号列を含むものであり、
    前記ＰＲＭＬ方式の最尤復号のクラスである拘束長は１１以上であり、
    前記復号結果の評価指標は、前記拘束長が１１以上の最尤復号による再生信号の復号結果の２値化ビット列と、前記２値化ビット列を左右にそれぞれ１ビットシフトさせた右ずれビット列及び左ずれビット列の少なくとも１つとを用いて、着目する記録マークの所定範囲のパターンの前方向又は後ろ方向のずれ量を表すＬ−ＳＥＡＴ値を算出する、拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算による評価指標であり、
    前記符号化データの分類において、前記自マークのマーク長に応じて２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、及び８Ｔ以上の各ラン長により分類し、それぞれの分類毎に前記補正量を設定する、
    光ディスク記録方法。
  2. 請求項１に記載の光ディスク記録方法であって、
    前記符号化データの分類において、前記自マークのマーク長に応じて２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、８Ｔ、９Ｔ、１０Ｔ、及び１１Ｔ以上の各ラン長により分類し、それぞれの分類毎に前記補正量を設定する、
    光ディスク記録方法。
  3. 請求項１又は２に記載の光ディスク記録方法であって、
    前記符号化データの分類において、前記自マークのマーク長と前記前スペースのスペース長との組合せにより、前記自マークのマーク長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、８Ｔ、９Ｔ、１０Ｔ、及び１１Ｔ以上の各マーク長において、それぞれ前記前スペースのスペース長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、８Ｔ、９Ｔ、１０Ｔ、１１Ｔ以上の各スペース長によって分類し、それぞれの分類毎に前記記録パルスの始端エッジの補正量を設定する、
    光ディスク記録方法。
  4. 請求項３に記載の光ディスク記録方法であって、
    前記符号化データの分類において、前記前スペースのスペース長と前記前マークのマーク長との組合せにより、前記前スペースのスペース長が２Ｔ又は３Ｔの各スペース長において、前記前マークのマーク長が２Ｔ、３Ｔ以上の各マーク長によって分類し、それぞれの分類毎に前記記録パルスの始端エッジの補正量を設定する、
    光ディスク記録方法。
  5. 請求項３又は４に記載の光ディスク記録方法であって、
    前記符号化データの分類において、前記自マークのマーク長と前記後スペースのスペース長との組合せにより、前記自マークのマーク長が２Ｔ又は３Ｔの各マーク長において、前記後スペースのスペース長が２Ｔ、３Ｔ以上の各スペース長によって分類し、それぞれの分類毎に前記記録パルスの始端エッジの補正量を設定する、
    光ディスク記録方法。
  6. 請求項１又は２に記載の光ディスク記録方法であって、
    前記符号化データの分類において、前記自マークのマーク長と前記後スペースのスペース長との組合せにより、前記自マークのマーク長が２Ｔの場合、前記後スペースのスペース長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ以上の各スペース長で分類し、前記自マークのマーク長が３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、８Ｔ、９Ｔ、及び１０Ｔ以上の各マーク長において、それぞれ前記後スペースのスペース長が２Ｔ、３Ｔ以上の各スペース長によって分類し、それぞれの分類毎に前記記録パルスの終端エッジの補正量を設定する、
    光ディスク記録方法。
  7. 請求項６に記載の光ディスク記録方法であって、
    前記符号化データの分類において、前記自マークのマーク長と前記前スペースのスペース長との組合せにより、前記自マークのマーク長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔの各マーク長において、それぞれ前記前スペースのスペース長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、８Ｔ以上の各スペース長によって分類し、それぞれの分類毎に前記記録パルスの終端エッジの補正量を設定する、
    光ディスク記録方法。
  8. 請求項６又は７に記載の光ディスク記録方法であって、
    前記符号化データの分類において、前記前スペースのスペース長と前記前マークのマーク長との組合せにより、前記前スペースのスペース長が２Ｔ又は３Ｔの各スペース長において、前記前マークのマーク長が２Ｔ、３Ｔ以上の各マーク長によって分類し、それぞれの分類毎に前記記録パルスの終端エッジの補正量を設定する、
    光ディスク記録方法。
  9. 請求項１又は２に記載の光ディスク記録方法であって、
    前記符号化データの分類において、前記自マークのマーク長と前記前スペースのスペース長との組合せにより、前記自マークのマーク長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、８Ｔ、９Ｔ、１０Ｔ、１１Ｔ、１２Ｔの各マーク長において、それぞれ前記前スペースのスペース長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ以上の各スペース長によって分類し、それぞれの分類毎に前記記録パルスの始端エッジの補正量を設定する、
    光ディスク記録方法。
  10. 請求項９に記載の光ディスク記録方法であって、
    前記符号化データの分類において、前記自マークのマーク長と前記後スペースのスペース長との組合せにより、前記自マークのマーク長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔの各マーク長において、それぞれ前記後スペースのスペース長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ以上の各スペース長によって分類し、それぞれの分類毎に前記記録パルスの始端エッジの補正量を設定する、
    光ディスク記録方法。
  11. 請求項１又は２に記載の光ディスク記録方法であって、
    前記符号化データの分類において、前記自マークのマーク長と前記後スペースのスペース長との組合せにより、前記自マークのマーク長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、８Ｔ、９Ｔ、１０Ｔ、１１Ｔ、１２Ｔの各マーク長において、それぞれ前記後スペースのスペース長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ以上の各スペース長によって分類し、それぞれの分類毎に前記記録パルスの終端エッジの補正量を設定する、
    光ディスク記録方法。
  12. 請求項１１に記載の光ディスク記録方法であって、
    前記符号化データの分類において、前記自マークのマーク長と前記前スペースのスペース長との組合せにより、前記自マークのマーク長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔの各マーク長において、それぞれ前記前スペースのスペース長が２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ以上の各スペース長によって分類し、それぞれの分類毎に前記記録パルスの終端エッジの補正量を設定する、
    光ディスク記録方法。
  13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の光ディスク記録方法であって、
    前記ＰＲＭＬ方式の最尤復号による復号結果の評価指標は、
    前記再生信号の入力波形を得るステップと、
    前記再生信号を前記ＰＲＭＬ方式により復号した２値化ビット列の復号結果を得るステップと、
    前記復号結果に基づき前記再生信号の理想波形を得るステップと、
    前記復号結果の２値化ビット列を左右にそれぞれ１ビットシフトさせた右ずれビット列及び左ずれビット列の少なくとも１つを得るステップと、
    前記右ずれビット列に対応する前ずれ理想波形及び前記左ずれビット列に対応する後ろずれ理想波形の少なくとも１つを得るステップと、
    前記前ずれ理想波形を取得した場合、前記理想波形と前記入力波形との差分と、前記理想波形と前記前ずれ理想波形との差分によって、各時刻の前ずれ量を積算した前シフト積算値を算出するステップと、
    前記後ろずれ理想波形を取得した場合、前記理想波形と前記入力波形との差分と、前記理想波形と前記後ろずれ理想波形との差分によって、各時刻の後ろずれ量を積算した後ろシフト積算値を算出するステップと、
    前記前シフト積算値と前記後ろシフト積算値との差分に比例するＬ−ＳＥＡＴ値を算出するステップと、
    を含む拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算による評価指標である、
    光ディスク記録方法。
  14. 請求項１３に記載の光ディスク記録方法であって、
    前記補正量の設定において、前記符号化データの分類毎に、前記Ｌ−ＳＥＡＴ値が所定値以下となる記録パルスの補正量を求めて設定する、
    光ディスク記録方法。
  15. 請求項１に記載の光ディスク記録方法であって、
    前記符号化データは、最短ラン長である２Ｔの連続数が２以下である、
    光ディスク記録方法。
  16. 光ビームを光ディスクに照射して媒体上にマークを複数形成し、各マーク及び隣接する２つのマーク間のスペースのエッジ位置を利用して情報を記録する光ディスク装置であって、
    記録データを変調符号に従って符号化して前記マーク及び前記スペースに対応する２値の符号化データを生成する符号化部と、
    前記符号化データにおける前記マーク及び前記スペースのラン長について、着目するマークを自マークとしたとき、前記自マークのマーク長と、前記自マークに先行する前スペースのスペース長、前記自マークに先行する前マークのマーク長、前記自マークに後続する後スペースのスペース長とのうち、少なくとも２つのラン長の組合せによって前記符号化データを分類する分類部と、
    前記符号化データのラン長の分類毎に、前記符号化データに対応するマーク及びスペースを再生した再生信号を、ＰＲＭＬ方式の最尤復号によって復号した場合の復号結果の評価指標に基づき、前記マークを形成するための記録パルスの始端エッジ及び終端エッジの位置を調整する補正量を設定する補正量設定部と、
    前記符号化データに応じた記録パルスを、前記符号化データのラン長の分類に応じた前記補正量を用いて生成する記録波形生成部と、
    前記記録パルスによって光ビームのパワーを複数段に変化させ、前記光ビームを光ディスクに照射することにより、前記光ディスクの媒体上に前記記録データに応じたマークを形成する記録光出力部と、を有し、
    前記符号化データは、最大符号長が１１Ｔ以上の変調符号によって生成され、最短ラン長が２Ｔ、最大ラン長が１１Ｔ以上の符号列を含むものであり、
    前記ＰＲＭＬ方式の最尤復号のクラスである拘束長は１１以上であり、
    前記復号結果の評価指標は、前記拘束長が１１以上の最尤復号による再生信号の復号結果の２値化ビット列と、前記２値化ビット列を左右にそれぞれ１ビットシフトさせた右ずれビット列及び左ずれビット列の少なくとも１つとを用いて、着目する記録マークの所定範囲のパターンの前方向又は後ろ方向のずれ量を表すＬ−ＳＥＡＴ値を算出する、拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算による評価指標であり、
    前記分類部は、前記符号化データの分類において、前記自マークのマーク長に応じて２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、及び８Ｔ以上の各ラン長により分類し、
    前記補正量設定部は、前記それぞれの分類毎に前記記録パルスの補正量を設定する、
    光ディスク装置。
  17. 光ビームを光ディスクに照射して媒体上にマークを複数形成し、各マーク及び隣接する２つのマーク間のスペースのエッジ位置を利用して情報を記録する光ディスク記録方法における各処理を実行する集積回路であって、
    記録データを変調符号に従って符号化して前記マーク及び前記スペースに対応する２値の符号化データを生成するステップと、
    前記符号化データにおける前記マーク及び前記スペースのラン長について、着目するマークを自マークとしたとき、前記自マークのマーク長と、前記自マークに先行する前スペースのスペース長、前記自マークに先行する前マークのマーク長、前記自マークに後続する後スペースのスペース長とのうち、少なくとも２つのラン長の組合せによって前記符号化データを分類するステップと、
    前記符号化データのラン長の分類毎に、前記符号化データに対応するマーク及びスペースを再生した再生信号を、ＰＲＭＬ方式の最尤復号によって復号した場合の復号結果の評価指標に基づき、前記マークを形成するための記録パルスの始端エッジ及び終端エッジの位置を調整する補正量を設定するステップと、
    前記符号化データに応じた記録パルスを、前記符号化データのラン長の分類に応じた前記補正量を用いて生成するステップと、
    前記記録パルスによって光ビームのパワーを複数段に変化させ、前記光ビームを光ディスクに照射することにより、前記光ディスクの媒体上に前記記録データに応じたマークを形成するステップと、を含む処理を実行し、
    前記符号化データは、最大符号長が１１Ｔ以上の変調符号によって生成され、最短ラン長が２Ｔ、最大ラン長が１１Ｔ以上の符号列を含むものであり、
    前記ＰＲＭＬ方式の最尤復号のクラスである拘束長は１１以上であり、
    前記復号結果の評価指標は、前記拘束長が１１以上の最尤復号による再生信号の復号結果の２値化ビット列と、前記２値化ビット列を左右にそれぞれ１ビットシフトさせた右ずれビット列及び左ずれビット列の少なくとも１つとを用いて、着目する記録マークの所定範囲のパターンの前方向又は後ろ方向のずれ量を表すＬ−ＳＥＡＴ値を算出する、拡張型Ｌ−ＳＥＡＴ演算による評価指標であり、
    前記符号化データの分類において、前記自マークのマーク長に応じて２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、及び８Ｔ以上の各ラン長により分類し、それぞれの分類毎に前記補正量を設定する、
    集積回路。
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