KR20050041830A

KR20050041830A - 정보 재생 방법 및 정보 재생 장치

Info

Publication number: KR20050041830A
Application number: KR1020040005610A
Authority: KR
Inventors: 미네무라히로유끼; 무꼬마사끼
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼; 가부시키가이샤 히타치 엘지 데이터 스토리지
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2005-05-04
Also published as: CN1612253B; KR100977364B1; US20050094539A1; US20090046557A1; US7440379B2; JP2005135549A; CN1612253A; JP3897118B2; US7944791B2

Abstract

비대칭에의 대응과 재생 호환성의 확보를 양립하는 PRML법을 이용한 정보 재생 방법을 제공한다. 비대칭량을 보정하기 위해, 기본적으로 목표 레벨을 재생 신호에 적응시키는 방식을 기본으로 하여, 각 목표 레벨 사이에, (1) 시간 반전 및 레벨 반전에 대한 대칭성, 혹은 (2) 시간 반전에 대한 대칭성 중 어느 하나의 제한을 둔다. 이에 의해, 재생 호환성을 손상시키는 마크 시프트 등의 재생 신호의 왜곡을 추종하지 않고, 비대칭에 대응할 수 있다.

Description

정보 재생 방법 및 정보 재생 장치{INFORMATION REPRODUCING METHOD AND INFORMATION REPRODUCING APPARATUS}

본 발명은 교환 가능한 광 디스크를 이용한 정보 기억 장치에 관한 것으로, 광 디스크의 고속화, 대용량화, 및 다양한 종류의 광 디스크의 재생 호환성의 향상을 실현하는 정보 재생 방법 및 정보 재생 장치에 관한 것이다.

광 디스크에 대해서는 CD, DVD가 보급되고, 청색 레이저를 이용한 차세대 광 디스크의 개발도 진행되고 있으며, 한층 더한 대용량화가 계속해서 요구되고 있다. 또한, 1대의 광 디스크 장치로 CD를 재생하는 것뿐만 아니라, CD와 DVD의 재생, CD-R/RW, DVD-RAM, DVD-R/RW의 기록 기능을 가진 것이 제품화되며, 복수 규격의 광 디스크에 대하여 기록/재생을 행하는 호환 성능의 향상도 필요하다.

PRML(Partial Response Maximum Likelihood)법은, S/N비의 개선 효과가 매우 우수하기 때문에 자기 디스크의 대용량화 수단으로서 널리 보급되어 있다. PRML법은 연속하는 N 시각의 재생 신호와 목표 신호를 비교하면서, 가장 확실할 것 같은 비트 열로 2치화하는 것이다. 광 디스크의 재생 방법으로서는 종래부터 다이렉트 슬라이스법이 이용되어 왔지만, 고속화, 대용량화에는 한계가 나타나고 있다. 이 때문에, 광 디스크의 재생 수단으로서도 PRML법이 응용되고 있다.

PRML법을 광 디스크의 재생 수단에 응용하는 데에는 2 가지의 문제점이 있다. 문제점 중 첫번째는 비대칭이다. PRML의 목표 신호는 지정한 임펄스 응답(PR 클래스)과 비트 열의 컨볼루션에 의해 산출되기 때문에, 중심값에 대하여 전압 레벨이 상하 대칭으로 된다. 한편, 광 디스크에서는, 예를 들면 기록 파워를 크게 하여 비대칭을 크게 하면, 동시에 신호 진폭 자체도 커지게 되어 S/N비가 향상된다. 이 때문에, 광 디스크에서는 비대칭 > 0에서 신호 품질이 최량으로 되는 것이 일반적이다. 재생 헤드 폭이 마크의 폭보다 좁은 자기 디스크에서는 이러한 현상은 발생하지 않는다. 광 디스크의 재생 신호 레벨은 전압 레벨에 대하여 비대칭으로 되기 때문에, PRML의 목표 신호와 일치시키는 것이 곤란하다.

문제점 중 두번째는 재생 호환성의 보증이다. 종래의 광 디스크에서는, 다이렉트 슬라이스법에 의한 재생에 기초하고 있어, 클럭점에서의 엣지 흔들림인 지터값으로서 신호 품질이 정의되어 있었다. 동시에, 다이렉트 슬라이스법에서는, 슬라이스 레벨의 제어 방법도 예를 들면 DFB(Duty Feed-Back)법 등을 사용하도록 규정되어 있었다. DFB 회로가 상술한 비대칭에 대응하여 자동 보정을 실시하기 때문에, 비대칭에 의존하지 않는 지터값을 측정할 수 있었다.

PRML법의 광 디스크에의 응용예로서, Technical Digest of ISOM 2002, 269-271(2002)(비특허 문헌 1)에서는, 반경 방향 및 원주 방향의 디스크 기울기의 발생에 대하여, 목표 신호 레벨을 적응적으로 변화시키면서 재생하는 방법(적응형 PRML)이 설명되어 있다. 도 2는 비특허 문헌 1의 구성을 모식적으로 도시한 것이다. PRML 디코더 부분은 오차 산출 유닛(12), 최소 오차 조건 선택 유닛(13), 보정 목표 테이블(16), 레벨 평균화 유닛(17)으로 구성된다. 재생 신호(50)는 사전에 AD 컨버터에 의해 디지털값으로 변환된 후, 파형 등화 처리가 실시된 것이다. 오차 산출 유닛(12) 내에서 보정 목표 테이블(16)의 값과, 재생 신호의 값의 제곱값(브렌치 매트릭값)을 산출하고, 최소 오차 조건 선택 유닛(13)에서는, 가장 확실할 것 같은 비트 열을 선택하여 2치화 결과(51)를 출력한다. 레벨 평균화 유닛(17)은 2치화 결과(51)로부터, 비트 열을 재합성하여, 각 신호 레벨을 가산 평균하고, 결과를 보정 목표 테이블(16)에 보존한다.

도 2의 방법은, 모든 목표 신호 레벨을 재생 신호에 추종하여 보정하기 때문에, 상기한 첫번째 문제점의 비대칭의 발생에 대응할 수 있는 우수한 방법이다. 그러나, 임의의 마크가 시프트되어 있는 경우(지터값이 큰 경우 NG)에도, 재생 신호의 왜곡에 맞춰 목표를 보정하기 때문에, 에러가 발생하지 않아, 양호한 신호 품질인 것으로 오판정하는 경우가 있다. 따라서, 두번째 문제점의 재생 호환을 보증할 수 없어서, 광 디스크 시스템으로서 성립시키는 것이 곤란하다. 이와 같이, 비대칭에의 대응과 재생 호환성의 보증이 종래의 PRML법의 문제점이다.

본 발명의 목적은, 상기 종래 기술에서의 문제점을 해결하여, 비대칭에 대응하여 양호한 재생 성능을 확보하면서, 동시에 재생 호환 성능을 손상시키지 않는, 정보 재생 방법 및 그것을 이용한 광 디스크 장치를 제공하는 것이다.

여기서는, 구체적으로 광 디스크의 재생 신호의 비대칭과 PRML법의 관계에 대하여 설명한다. 도 3은 광 디스크의 재생 신호의 고찰에 이용한 시뮬레이션 모델이다. 기본적으로는, 스칼라 회절 계산을 행하는 광학 시뮬레이터를 이용하여, 광 헤드의 스텝 응답을 산출하고, 이것과 기록할 신호 코드를 컨볼루션 적분에 의해 컨볼루션하여 재생 신호를 얻는다. 디스크 노이즈에 관해서는, 신호 코드에 S/N비로서 노이즈 성분을 중첩하고, 시스템 노이즈에 관해서는, 컨볼루션 후의 신호에 가산한다. 이에 의해, 헤드의 수차, 디스크 노이즈, 시스템 노이즈를 독립적으로 고려한 의사 신호를 생성할 수 있다.

도 4는 상술한 시뮬레이션 모델에 의해 생성한 차세대 DVD의 재생 신호를 계산하여 정리한 것이다. 여기서는, 광원의 파장 = 405㎚, 대물 렌즈 개구수 = 0.85, 윈도우 폭 Tw = 75㎚, 변조 코드 = RLL(1, 7)로 하고, 실측 결과에 기초하여, 디스크 노이즈와 시스템 노이즈를 각각 -26㏈, -30㏈로 하였다. 비대칭에 관해서는, 모든 마크가 기준값으로부터 ΔMark만큼 일률적으로 길어지는 것으로서 취급하고 있다. PR 클래스는 PR(1, 2, 2, 1)로 하였다. RLL 제한을 만족하는 비트 열의 개수는 10이다. 파형 등화 처리에 관해서는, 탭수를 11로 하고, 잘 알려져 있는 LSE(Least Square Error)법을 이용하여 등화 학습한 결과를 이용하였다. 슬라이스 레벨의 제어 방법에 대해서는, 자기 디스크 장치에서 일반적으로 이용하는 HPF(High Pass Filter) 방식과, 상술한 광 디스크에서 일반적인 DFB 방식의 2개에 대하여 계산하였다. ΔMark = -0.8Tw, -0.4Tw, 0Tw, +0.4Tw, +0.8Tw에 대하여, 비대칭량은 각각 -20%, -10%, 0%, +10%, +20%이다. 비대칭 ≠0인 경우에는, PR 클래스의 목표 신호 레벨과 재생 신호의 레벨이 일치하지 않게 된다.

모든 마크가 기준값으로부터 ΔMark만큼 일률적으로 길어진다고 하는 전제에 따르면, 대칭성으로부터 10개의 비트 열이 이하의 4개의 그룹으로 나누어진다. 각각의 비트 열 그룹은 PR 클래스의 목표 신호 레벨과의 차가 동일한 값이다. 여기서, 대칭성이란 비트 열에 대하여 시간 반전과 레벨 반전에 대한 대칭성이다.

(a) 비트 열 (0, 0, 0, 0)과 (1, 1, 1, 1) …4T의 피크 레벨(Δ4)

(b) 비트 열 (0, 1, 1, 1), (1, 1, 1, 0), (0, 0, 0, 1), 및 (1, 0, 0, 0) …3T의 피크 레벨(Δ3)

(c) 비트 열 (0, 1, 1, 0)과 (1, 0, 0, 1) …2T의 피크 레벨(Δ2)

(d) 비트 열 (0, 0, 1, 1)과 (1, 1, 0, 0) …엣지의 레벨(ΔE)

이 관계의 제한을 비특허 문헌 1에 응용함으로써, 비대칭에 대응하면서, 특정 마크가 시프트되어 있는 왜곡된 재생 신호에 대하여, 목표를 보정하지 않기 때문에, 재생 호환성을 개선할 수 있다.

여기서, 일반적인 광 디스크에서는 마크부의 반사율이 낮기 때문에 마크를 "1", 스페이스를 "0"으로 정의하면, PR 클래스는 (-1, -2, -2, -1)로 하는 정의가 자연스럽다. 이 경우, 예를 들면 비트 열 (0, 0, 0, 0)은 4T 스페이스의 레벨로, 목표 전압 레벨은 최대로 된다. 불필요한 혼란을 피하기 위해, 이하, 본 발명에서는 PR 클래스를 표현하는 경우에 PR(-1, -2, -2, -1)로는 하지 않고, 관례에 따라 PR(1, 2, 2, 1)로 표현한다.

도 5는 트랙 피치 0.32㎛의 상 변화 기록막을 이용한 라이트 원스 디스크를 사용하여 기록 파워를 변화시키면서 PR 클래스의 각 비트 열에 대응하는 재생 신호의 레벨의 변화량을 측정하여 통합한 결과이다. 도면에서의 플롯은 실측값, 직선은 상기한 시뮬레이션 결과이다. 변화량 = 0이란, PR 클래스의 목표 레벨과 재생 신호가 일치하는 것을 나타낸다. 재생은 모두 HPF를 이용하여 행하였다. 비대칭량으로서는, CD-R/DVD-R에서 널리 이용되고 있는 β값을 측정하였다. 상기한 4개의 비트 열 그룹에 대하여 실측과 시뮬레이션 결과는 잘 일치하고 있는 것을 알 수 있다. 이것은 기록 파워를 크게 함으로써 모든 마크의 길이 변화가 일률적이라는 전제가 옳은 것을 나타내고 있다. 각각의 신호 레벨의 변화량은 비대칭량과 비례 관계에 있다.

도 6은 각각의 목표 레벨의 변화를 모식적으로 도시한 도면이다. 비대칭 = 0의 목표 레벨은 기본이 되는 PR(1, 2, 2, 1) 클래스의 목표값을 나타내고 있다. 비대칭 ≠0인 경우에는, 10개의 목표 레벨이 각각 변화되지만, 대칭성으로부터 변화량으로서 Δ4, Δ3, Δ2, ΔE의 4개의 변화량으로 집약할 수 있으며, 이들은 비대칭에 비례한다. HPF를 이용하여 재생하는 경우에는, 4개의 변화량에는 다음 식의 관계가 있다.

Δ4 : Δ3 : Δ2 : ΔE = 1 : 0.05 : -0.91 : 0.52

이 결과를 이용함으로써, 이하의 2개의 방법에 의해 재생 신호의 목표 레벨을 정할 수 있다.

(1) 재생 신호의 비대칭량을 측정하고, 도 5의 관계를 이용하여 목표 레벨을 정한다.

(2) 재생 신호의 상하 엔벨로프를 측정하여 Δ4값을 구하고, 상기한 비율을 사용하여 그 밖의 목표값을 구한다.

비특허 문헌 1에 도시한 적응형 PRML에서는, 비대칭뿐만 아니라 재생 신호의 왜곡에도 적응하여, 목표 레벨이 변화되기 때문에, 재생 호환성에 문제가 있었지만, 이것에 각각의 목표 레벨 사이에 비대칭에 대응한 관계의 제한을 둠으로써, 비대칭에 추종하지만 재생 신호의 왜곡에는 추종하지 않는 PRML 재생 방법을 제공할 수 있어, 재생 호환성을 보증하는 것이 가능하게 된다.

이하는, 변조 코드가 현행의 DVD(CD도 동일함)에 이용되는 RLL(1, 10) 부호인 경우에 대하여, 마찬가지의 검토를 한 결과이다.

도 7은 시뮬레이션 모델에 의해 DVD의 재생 신호를 계산하여 정리한 것이다. 여기서는, 광원의 파장 = 660㎚, 대물 렌즈 개구수 = 0.60, 윈도우 폭 Tw = 140㎚, 변조 코드 = RLL(2, 10)으로 하고, 실측 결과에 기초하여, 디스크 노이즈와 시스템 노이즈를 각각 -23dB, -34dB로 하였다. PR 클래스는 PR(3, 4, 4, 3)으로 하였다. RLL 제한을 만족하는 비트 열의 개수는 8이다. 파형 등화 처리에 관해서는, 탭수를 11로 하고, LSE법을 이용하여 등화 학습한 결과를 이용하였다. 슬라이스 레벨의 제어 방법에 대해서는, HPF 방식과, DFB 방식의 2개에 대하여 계산하였다. ΔMark = -0.8Tw, -0.4Tw, 0Tw, +0.4Tw, +0.8Tw에 대하여 비대칭량은 각각 -14%, -7%, 0%, +7%, +14%이다. 비대칭 ≠0인 경우에는, PR 클래스의 목표 신호 레벨과 재생 신호의 레벨이 일치하지 않게 된다.

모든 마크가 기준값으로부터 ΔMark만큼 일률적으로 길어진다고 하는 전제에 따르면, 대칭성으로부터 8개의 비트 열이 이하의 3개의 그룹으로 나누어진다. 각각의 비트 열 그룹은 PR 클래스의 목표 신호 레벨과의 차가 동일한 값이다.

(a) 비트 열 (0, 0, 0, 0)과 (1, 1, 1, 1) …4T의 피크 레벨(Δ4)

(c) 비트 열 (0, 0, 1, 1)과 (1, 1, 0, 0) …엣지의 레벨(ΔE)

도 8은 각 비트 열 그룹의 목표 레벨의 변화량을 통합한 결과이다. 재생에는 HPF를 이용하였다. 상술한 차세대 DVD와 마찬가지로, 각각의 신호 레벨의 변화량은 비대칭량과 비례 관계에 있다.

도 9는 각각의 목표 레벨의 변화를 모식적으로 도시한 도면이다. 도면에서의 플롯은, 시판되는 DVD-RAM 디스크의 2배속에서의 실측 결과를 통합한 것이다. 비대칭 = 0의 목표 레벨은 기본이 되는 PR(3, 4, 4, 3) 클래스의 목표값을 나타내고 있다. 비대칭 ≠0인 경우에는, 8개의 목표 레벨이 각각 변화되지만, 대칭성으로부터 변화량으로서 Δ4, Δ3, ΔE의 3개의 변화량으로 집약할 수 있고, 이들은 비대칭에 비례한다. HPF를 이용하여 재생하는 경우에는 3개의 변화량에는 다음 식의 관계가 있다.

Δ4 : Δ3 : ΔE = 1 : -0.15 : -0.31

이 결과를 이용함으로써, 차세대 DVD의 예와 마찬가지로 이하의 2개의 방법에 의해 재생 신호의 목표 레벨을 정할 수 있다.

(1) 재생 신호의 비대칭량을 측정하고, 도 9의 관계를 이용하여 목표 레벨을 정한다.

(2) 재생 신호의 상하 엔벨로프를 측정하여 Δ4값을 구하고 상기한 비율을 사용하여 그 밖의 목표값을 구한다.

이상에 의해, DVD/CD에 이용되는 RLL(2, 10) 변조인 경우에도, 마찬가지의 관계가 얻어졌다. 이에 의해, 적응형 PRML에서는, 각각의 목표 레벨 사이에 비대칭에 대응한 관계의 제한을 둘 수 있어, 비대칭에 추종하면서 재생 호환성을 보증하는 PRML 방식을 제공할 수 있다. 여기에서 말하는 목표 레벨의 제한이란, 비트 열에 대하여 시간 반전과 레벨 반전에 대한 대칭화의 제한에 상당한다.

<실시예>

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.

도 10은 차세대 DVD 및 DVD에 대하여 비대칭량 또는 신호의 엔벨로프값으로부터 각 목표 레벨을 정하기 위한 방법을 정리한 것이다. 이들은 상술한 ΔMark가 일률적으로 변화된다고 하는 전제에 기초하여 산출한 것이다. 여기서는, 슬라이스 레벨 보정에 대해서는, HPF 방식과 DFB 방식의 2방식에 대하여 설명하였다. 또한, 비대칭량에 대해서는, 소위 비대칭량 α값과 드라이브 장치에서 측정하기 쉬운 β값에 대하여 설명하였다.

도 1은 본 발명의 정보 재생 방법의 블록도를 도시하는 실시예이다. PRML 디코더 부분은 오차 산출 유닛(12), 최소 오차 조건 선택 유닛(13), 비대칭 보정 목표 테이블(15), 보정 목표 테이블(16), 레벨 평균화 유닛(17), 엔벨로프/비대칭 검출 유닛(19)으로 구성된다. 재생 신호(50)는 사전에 AD 컨버터에 의해 디지털값으로 변환된 후, 파형 등화 처리가 실시된 것으로, 오차 산출 유닛(12) 내에서 비트 열마다 목표값과의 오차의 제곱값(브렌치 매트릭값)이 산출된다. 이 때 목표값으로서 비대칭 보정 목표 테이블(15) 혹은 보정 목표 테이블(16)을 참조한다. 최소 오차 조건 선택 유닛(13)에서는, 1 시각 전의 상태 및 각 상태에서의 매트릭값(스테이트의 천이와 함께 브렌치 매트릭값을 순차 가산하고, 또한 발산하지 않도록 처리한 것)에 각 비트 열에 대응한 브렌치 매트릭값을 가산한다. 이 때, 현재 시각의 스테이트에 이르는 천이 과정(통상은 2개, 런랭스 제한에 의해 1개인 경우도 있음) 중에서, 매트릭값이 작은 쪽을 선택하는 처리를 행한다. 스테이트란, 1 시각의 천이에 대하여 보존하는 비트 열로서, 예를 들면 PR 클래스 비트가 4인 경우에는, 비트 열이 4 비트, 스테이트가 3 비트로 표시된다. 도면에는 도시하지 않지만, 최소 오차 조건 선택 유닛(13)에 의해 선택된 결과는 패스 메모리에 순차 보존되며, 충분히 긴 시간이 경과한 후에 내용이 머지되어 2치화 결과(51)를 추출할 수 있다. 레벨 평균화 유닛(17)은, 2치화 결과(51)로부터 비트 열을 재합성하고 신호 레벨마다 가산 평균하여 결과를 보정 목표 테이블(16)에 보존한다.

엔벨로프/비대칭 검출 유닛(19)에서는, 재생 신호의 엔벨로프 또는 비대칭량을 측정하고, 도 10의 계수를 이용하여 각 목표 레벨을 정한다. 이러한 구성에 의해, (1) 재생 신호 품질 검증을 위한 검증 처리 시, (2) 기록 조건 조정 시, (3) 포커스 오프셋이나 틸트의 조정 시에는, 비대칭 보정 목표 테이블(15)을 이용하여, 비대칭량만을 보상하여 디코드 처리를 행한다. 한편, (1) 재생 에러가 발생한 경우, (2) 재생 신호 품질이 나쁘다고 판정된 경우에는, 보정 목표 테이블(16)을 이용하여, 재생 마진을 넓힌 상태에서 디코드 처리를 행한다. 이들의 전환에 의해, 재생 호환성의 보증과 넓은 재생 마진을 양립시킬 수 있다. 또한, 도 1에는, 2개의 테이블(15, 16)을 스위치에 의해 전환하도록 도시하였지만, 이것은 전환이라는 개념을 스위치에 의해 표현했을 뿐이며, 2개의 데이터 테이블로부터 필요한 데이터를 선택적으로 추출할 수 있는 구성이면 스위치를 이용할 필요는 없다.

본 발명의 다른 효과로서, 목표 레벨의 안정성의 향상이 있다. 도 2에 도시한 비특허 문헌 1의 구성 및 도 1의 구성에서, 레벨 평균화 유닛(17)은 2치화 결과(51)에 기초하여 목표 레벨을 산출하는 기구이다. 보정 목표 테이블의 초기값이 적정하지 않은 경우나 액세스 직후와 같이, PLL(Phase Locked Loop) 클럭이 안정화되기 전의 상태에서는, 2치화 결과(51)는 틀린 결과로 되며, 이것에 기초하여 갱신되는 목표 레벨도 틀리게 되어, 옳은 디코드 결과는 얻어지지 않는다. 한편, 엔벨로프/비대칭 검출 유닛(19)은, 2치화 결과(51)에 의존하지 않고서 목표 레벨을 정할 수 있기 때문에, 보정 목표 테이블의 초기값이나 PLL 클럭의 안정도에 의존하지 않고 적정한 목표값을 정할 수 있어, 안정성을 향상시킬 수 있다.

도 11은 본 발명의 정보 재생 방법의 블록도를 도시하는 다른 실시예이다. 도 1에 도시한 방법은, 목표 레벨에 대하여, 시간 반전과 레벨 반전에 대한 대칭성에 제한을 가하고, 또한 각 목표 레벨을 비대칭량에 비례하여 정할 수 있다. 이것은 이하의 3개의 전제에 기초한다.

(1) 재생 신호가 PR 클래스에 대하여 적정하게 등화되어 있을 것.

(2) 슬라이스 레벨의 제어 수단에 잔류하는 전압 오프셋이 충분히 작을 것.

(3) AGC(Automatic Gain Controller)가 양호한 정밀도로 기능하여, 재생 신호의 진폭과 목표 레벨의 진폭의 오차가 작을 것.

실제의 광 디스크 장치에서는, 디스크의 위치에 따라, 기록 드라이브가 다른 것에 의해 신호 진폭에 차가 발생하거나, 디스크 매체의 기판 두께의 변동이나 틸트에 의해 분해능이 변화되는 경우가 있다. 또한, 회로 방식에 따라, 슬라이스 레벨의 오프셋이 제로로 되지 않는 경우도 있다. 이러한 경우에는, 도 10에 정리한 관계를 부여함으로써, 재생 신호의 에러율이 커지는 경우가 있다.

이것을 개선하기 위해서는, 목표 레벨에 대하여 부여한 시간 반전과 레벨 반전에 대한 대칭성의 제한을 완화하고, 시간 반전에 대한 대칭성만을 부여하는 방법이 유효하다. 레벨 반전에 대한 대칭성의 제한을 없앰으로써, 상기한 (2) 슬라이스 레벨의 오프셋과 (3) AGC의 동작 오차를 완전하게 허용할 수 있다. 또한, (1) 등화 조건에 대해서도, 각 레벨 사이의 비례 계수를 일정값으로부터 재생 신호에 따른 값으로 함으로써 완화할 수 있다. 이것은 도 2에 도시한 비특허 문헌 1의 구성에 대하여 목표 레벨에 시간 반전의 대칭성의 제한을 가하는 것과 동일하다. 시간 반전에 대한 대칭성의 제한을 가함으로써, 특정 마크가 시프트된 경우에는 대응하지 않기 때문에 재생 호환성을 확보할 수 있다.

도 11에서, 시간 반전 대칭화 유닛(18)은 레벨 평균화 유닛(17)의 산출 결과에 대하여 시간 반전에 대한 대칭화 처리를 행하는 것이다. PR(1, 2, 2, 1)을 예로 들면 레벨의 변화량은 이하의 7개의 레벨로 집약된다. 이것은 PR(1, 2, 2, 1)의 목표 레벨이 동일한 경우에는 보정 목표도 동일하게 하는 것과 동일한 의미이다.

(a) 비트 열 (0, 0, 0, 0) …4T 스페이스 레벨(Δ4S)

(b) 비트 열 (1, 1, 1, 1) …4T 마크 레벨(Δ4M)

(c) 비트 열 (0, 0, 0, 1)과 (1, 0, 0, 0) …3T 스페이스 레벨(Δ3S)

(d) 비트 열 (0, 1, 1, 1)과 (1, 1, 1, 0) …3T 마크 레벨(Δ3M)

(e) 비트 열 (1, 0, 0, 1) …2T 스페이스 레벨(Δ2S)

(f) 비트 열 (0, 1, 1, 0) …2T 마크 레벨(Δ2M)

(g) 비트 열(0, 0, 1, 1)과 (1, 1, 0, 0) …엣지 레벨(ΔE)

시간 반전 대칭화 유닛(18)의 출력은 비대칭 보정 목표 테이블(15)에 저장된다. 도면에서, 시간 반전 대칭화 유닛(18) 이외의 각 부의 기능은 도 1의 실시예와 동일하다.

이상의 실시예에서는, 편의상, 비대칭 보정 목표 테이블(15)과 보정 목표 테이블(16)을 다른 것으로 하여 설명하였다. 실용화 시에는, 회로 규모의 축소화를 위해, 이들을 동일한 메모리 소자로 공통 이용하는 것도 간단하다. 이 경우에는, 목표 테이블의 전환 대신에, 목표값의 생성부(레벨 평균화 유닛(17)과 엔벨로프/비대칭 검출 유닛(19), 혹은 시간 반전 대칭화 유닛(18))의 ON/OFF 선택을 전환하면 된다.

이하, 본 발명의 효과를 실측 결과에 기초하여 설명한다. 우선, 비대칭 보정에 의한 재생 성능의 향상에 대하여 설명한다. 도 12는 상술한 차세대 DVD의 실험으로부터 기록 파워와 비트 에러율 및 RMS 에러량의 관계를 정리한 것이다. 여기서 디스크 매체로서 트랙 피치 0.32㎛의 상변화 기록막을 이용한 라이트 원스 디스크를 사용하였다. 광원의 파장 = 405㎚, 대물 렌즈 개구수 = 0.85, 윈도우 폭 Tw = 75㎚, 변조 코드 = RLL(1, 7)이고, 기록/재생 속도는 200Mbps, 슬라이스 레벨의 제어 수단으로서 HPF를 사용하였다. 여기서, RMS 에러란 재생 신호와 목표 레벨과의 RMS 오차량이다. Miss-Equalization이라고 부르는 경우도 있다.

도 12의 (a)는 목표값 보정이 없는 기본적인 PRML의 결과, 도 12의 (b)는 도 1의 실시예에 나타낸 방법의 결과, 도 12의 (c)는 도 11의 실시예에 나타낸 방식의 결과, 도 12의 (d)는 도 2에 도시한 비특허 문헌 1의 방식의 결과를 각각 도시한다. 도 12의 (a)의 기본 PRML 방식의 경우에는, RMS 에러량의 최소 조건보다, 비트 에러율의 최소 조건이 고파워측으로 시프트되어 있다. 전자는 비대칭량이 제로 부근에서 최소로 된다. 양자의 어긋남은 광 디스크의 신호 품질이 비대칭 > 0의 조건에서 최량으로 되는 것을 나타내고 있다. 한편, 도 12의 (b), (c), (d)에서는, 비트 에러율의 파워 마진이 확대되어 있고, 이것은 기록 파워의 변화에 대한 RMS 에러량의 증가가 작아져 있는 것에 의한다. 이들은, 비대칭 보정에 의해 재생 성능이 향상된 것을 나타내고 있다.

다음으로, 재생 호환 성능의 개선 효과에 대하여 설명한다. 도 13은 마크 시프트와 재생 비트 에러율의 관계를 나타낸다. 도 13의 (a)는 상술한, 차세대 DVD의 실험에서, 2T 마크의 기록 펄스의 발광 위치를 시간 방향으로 윈도우 폭 Tw의 50%까지 시프트시키면서 기록/재생하여 비트 에러율을 측정한 결과이다. 기록 파워는 비대칭이 제로로 되도록 선택하였다. 여기서, 본 발명의 보정 방식-1(도 1의 방식)과 보정 방식-2(도 11의 방식)에 대해서는, 비대칭 보정 기능을 갖지 않는 기본 PRML 방식과 거의 동일하도록 2T 마크의 기록 시프트량 0.3Tw에서 ECC의 정정 능력 한계의 비트 에러율 10^-4를 초과한다. 이에 대하여, 보정 방식-3(도 2에 도시한 비특허 문헌 1의 방식)에서는, 마크 시프트에 대해서도 목표 보정이 작용하기 때문에, 2T 마크의 기록 시프트량 0.4Tw로 되어 겨우 비트 에러율 10^-4를 초과한다. 예를 들면, 기록 시프트 0.35Tw의 경우를 생각하면, 보정 방식-3에서는 검증을 실시하면 비트 에러율이 100 이하이기 때문에, 신호 품질은 양호하다고 판단하게 되지만, 기본 PRML 방식을 이용한 드라이브에서는 ECC의 정정 능력을 초과하여 재생 에러로 된다. 따라서, 재생 호환이 성립하지 않는다. 한편, 본 발명의 보정 방식-1 및 보정 방식-2에서는, 마크 시프트에 대해서도 목표값 보정이 추종하지 않도록 제한을 두고 있기 때문에, 이들 중에서, 검증하여 양호로 판단된 것은 기본 PRML 방식의 드라이브에서도 재생 가능하다.

도 13의 (b)는 시판되는 DVD-RAM 디스크를 사용한 실험 결과이다. 위와 마찬가지로, 본 발명의 보정 방식-1, 보정 방식-2에서 검증하여 양호로 판단된 것은, 기본 PRML 방식의 드라이브에서도 재생 가능하다. 그러나, 3T 마크의 기록 시프트량이 0.35Tw인 경우에는, 비특허 문헌 1의 방법(보정 방법-3)으로 검증할 수 있어도, 다른 드라이브에서는 재생 에러로 된다.

종래, 광 디스크의 검증 기준으로서, 예를 들면 「ECC 정정 능력의 50%까지 수정이 필요한 것은 NG로 판단한다」라는 기준이 일반적이다. 그런데, 목표 레벨을 보정하는 방식의 PRML에서는, 그 보정 방법에 따라, ECC의 정정 능력을 초과하는 범위에서 비트 에러율이 변화되게 된다. 따라서, 비대칭에 대응함으로써, 재생 능력을 향상시키고, 또한 재생 호환 성능을 확보하기 위해서는, 본 발명에서 설명한 목표 레벨의 제한이 필수이다.

도 14는 본 발명의 효과를 정리한 것이다. 본 발명을 이용하면 비대칭에 대응하면서, 재생 호환성을 확보할 수 있다. 또한 상술한 바와 같이, 기록 조건 조정이나 포커스 오프셋 조정에 관해서도, 본 발명에 의해, 재생 호환성을 손상시키는 재생 신호의 왜곡에 대응하지 않는 목표 레벨을 사용할 수 있기 때문에, 양호한 조정을 실시할 수 있다.

도 15는 본 발명의 정보 재생 장치의 다른 실시예를 도시하는 도면이다. 도 15의 (a)에서, 목표값 레지스터(21)는 상술한 비대칭 보정 목표 테이블(15)과 보정 목표 테이블(16)의 기능을 겸하는 것이다. 목표값 제어 유닛(22)은 상술한 레벨 평균화 유닛과 시간 반전 대칭화 유닛의 기능을 통합한 것이다. 디코더(154)는 2치화 결과(51)를 처리하여, 사용되는 부호와 포맷에 따라, 데이터의 복호, ECC(Error Correction Code) 복호 처리, 어드레스 검출 등을 행한다. 인터페이스(152)는 호스트 컴퓨터와의 데이터의 교환을 담당한다. 목표값 메모리(153)에는, 비대칭 목표 테이블과 보정 목표 테이블의 각 테이블값 외에, 표준 테이블값이나 재시도용 테이블 등이 보존된다.

이러한 구성에서, CPU(151)는 각 블록에 동작 지시를 행한다. 상술한 비대칭 보정 목표 테이블과 보정 목표 테이블의 전환 기능에 관해서는, CPU(151)가 목표값 메모리(153)에 보존된 테이블값으로부터 적절하게 선택하여, 목표값 레지스터(21)에 데이터를 설정함으로써, 등가의 기능을 실현하고 있다. 이러한 구성에 의해, 레지스터 구성을 간략화함과 함께, 목표값 설정에 대하여 표준 테이블값(예를 들면 PR(1, 2, 2, 1)에 대응하는 테이블값), 재시도용 테이블값(재생 재시도 시에 성공한 테이블값)도 가한 자유도가 높은 재생 시스템을 구축할 수 있다.

각 테이블값의 선택에 관해서는, 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이, 재생 모드에 의해 적절하게 전환하는 것이 바람직하다.

이하의 모드 (1) (2) (3)에서는, 왜곡이 없는 목표가 필요하기 때문에 비대칭 보정 목표를 사용한다. 또한, 이하의 모드 (4)의 경우에는, 최대한의 재생 능력을 필요로 하기 때문에, 제한 없음의 보정 목표 테이블을 사용한다.

(1) 장치 출하 시의 조정 : 출하 시에 헤드 이송 기구나 스핀들 모터 등의 틸트를 조정하는 경우.

(2) 학습 시 : 디스크 매체가 로딩된 경우 등에, 포커스 오프셋, 렌즈 틸트, 등화기나 저역 통과 필터의 주파수 특성, 기록 파워 펄스 조건의 학습을 실시하는 경우.

(3) 검증 시 : DVD-RAM 등의 리드 애프터 라이트, 혹은 DVD-R/RW 등의 기입 종료 후의 재생 체크의 경우.

(4) 재생 재시도 시 : 매체 결함이나 지문 등의 영향에 의해 재생 에러가 발생한 경우의 재시도 시.

그런데, 통상의 재생 시에는, 재생 에러가 발생하지 않는 한 목표 테이블을 전환할 필요가 없다. 전환에는, 레지스터값의 재기입 시간의 오버헤드가 필요하게 된다. 따라서, 학습 후이면 비대칭 보정 목표를 그대로 사용하고, 재생 재시도 후이면 제한 없음의 보정 목표 테이블을 그대로 사용하는 것이 효율적이다.

목표값 제어 유닛(22)의 동작은 CPU(151)로 제어된다. CPU(151)는 디코더(154)의 ECC 정정 바이트수 등의 정보를 감시하고, 정정 바이트수가 규정값을 초과한(재생 에러는 아니지만, 에러의 위험성이 높아진) 경우에, 목표값 제어 유닛(22)에 목표값의 갱신 학습 처리를 행하도록 지시를 내리고, 정정 바이트수가 규정값을 하회하면, 안정 상태에 있는 것으로 판단하여, 목표값의 갱신 학습 처리를 정지하도록 지시를 내리는 것이 바람직하다.

도 16은 본 발명의 광 디스크 장치의 구성의 일례를 도시하는 것이다. 광 디스크 매체(100)는 모터(162)에 의해 회전된다. 광 헤드(130)는 광 발생 수단(131), 집광 수단(132), 광 검출 수단(133)으로 구성되며, 서보 메카니즘 제어 수단(160) 내의 자동 위치 제어 수단(161)에 의해 광 디스크 매체(100)의 반경 방향의 임의의 위치가 결정된다. 광 강도 제어 수단(171)은 중앙 제어 수단(151)으로부터 명령된 광 강도로 되도록 광 발생 수단(131)을 제어하여 광(121)을 발생시킨다. 광(122)은 집광 수단(132)에 의해 집광되어 광 스폿(101)을 광 디스크 매체(100) 상에 형성한다. 집광 수단(132)은 자동 위치 제어 수단(161)에 의해 포커스 동작과 트랙킹 동작을 행한다. 광 스폿(101)으로부터의 반사광(123)은 광 검출 수단(133)에 의해 전기 신호로 변환되어 재생 신호(130)로 된다.

재생 수단(190)은, 재생 신호(130)를 이용하여 광 디스크 매체 상에 기록된 코드 정보나 어드레스 정보 등을 재생한다. 상술한 본 발명의 정보 재생 방법을 실현하는 기능은 재생 수단(190)에 내장된다. 이것에는 도 1과 도 11에 도시한 블록도의 구성을 실장한 회로를 이용하면 된다.

본 발명의 실시예에서는, PLL(Phase Locked Loop) 및 클럭, 헤드 증폭기 등을 기술하지 않았다. 이것은 설명의 간략화를 위해서이며, 장치를 동작시키기 위해 클럭 등이 필요한 것은 물론이다.

본 발명에 따르면, 비대칭에 대응하여 재생 능력을 향상시킴과 동시에 재생 호환성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 정보 재생 장치의 일례를 도시하는 개략 블록도.

도 2는 비특허 문헌 1의 구성을 모시적으로 도시하는 도면.

도 3은 광 디스크의 재생 신호의 고찰에 이용한 시뮬레이션 모델을 도시하는 도면.

도 4는 시뮬레이션 모델에 의해 차세대 DVD의 재생 신호를 계산한 결과를 도시하는 도면.

도 5는 차세대 DVD의 비대칭과 목표값의 변화를 측정한 실험 결과를 도시하는 도면.

도 6은 차세대 DVD 각각의 목표 레벨의 변화를 모식적으로 도시한 도면.

도 7은 시뮬레이션 모델에 의해 RVD의 재생 신호를 계산한 결과를 도시하는 도면.

도 8은 DVD의 비대칭과 목표값의 변화를 측정한 실험 결과를 도시하는 도면.

도 9는 DVD 각각의 목표 레벨의 변화를 모식적으로 도시한 도면.

도 10은 차세대 DVD 및 DVD에 대하여, 비대칭량 또는 신호의 엔벨로프값으로부터 각 목표 레벨을 정하는 방법을 정리한 도면.

도 11은 본 발명의 정보 재생 장치의 다른 예를 도시하는 블록도.

도 12는 본 발명에 따른 차세대 DVD의 기록 파워와 비트 에러율 및 RMS 에러량의 관계를 정리한 도면.

도 13은 마크 시프트와 재생 비트 에러율의 관계를 나타내는 실험 결과를 통합한 도면.

도 14는 본 발명의 효과를 정리한 도면.

도 15는 본 발명의 정보 재생 장치의 다른 예를 도시하는 도면.

도 16은 본 발명의 광 디스크 장치의 구성예를 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

12 : 오차 산출 유닛

13 : 최소 오차 조건 선택 유닛

15 : 비대칭 보정 목표 테이블

16 : 보정 목표 테이블

17 : 레벨 평균화 유닛

18 : 시간 반전 대칭화 유닛

19 : 엔벨로프/비대칭 검출 유닛

50 : 재생 신호

51 : 2치화 결과

100 : 광 디스크 매체

101 : 광 스폿

122 : 광

123 : 반사광

130 : 광 헤드

131 : 광 발생 수단

132 : 집광 수단

151 : 중앙 제어 수단

160 : 서보 메카니즘 제어 수단

161 : 자동 위치 제어 수단

162 : 모터 광 디스크 매체

171 : 광 강도 제어 수단

190 : 재생 수단

Claims

정보 재생 방법에 있어서,

연속하는 N 시각의 재생 신호 레벨과 목표 신호 레벨을 비교하면서 가장 확실할 것 같은 상태 천이를 선택해 감으로써 상기 재생 신호를 2치화하는 PRML법을 이용한 정보 재생 방법으로서, 적어도 검증 시와 재생 재시도 시에 다른 목표 신호 레벨을 이용하는 정보 재생 방법.
제1항에 있어서,

상기 검증 시에 이용하는 목표 신호 레벨은 고정의 목표값에 보정량을 가산한 것이고, 상기 연속하는 N 시각에 대응하는 비트 열 중, 0과 1을 교환한 것이 동일하게 되는 비트 열끼리, 및 제1 비트 열과 상기 제1 비트 열을 시간 방향으로 반전한 것에 상당하는 제2 비트 열에 대하여 상기 보정량으로서 동일한 값을 이용하며, 상기 보정량은 재생 신호의 비대칭량, 혹은 상하 엔벨로프 레벨과 상기 고정 목표와의 차에 사전에 정해진 비례 계수를 곱한 값으로서 구하는 정보 재생 방법.
제2항에 있어서,

최단 마크 길이가 2T일 때 4개의 독립된 보정량을 이용하는 정보 재생 방법.
제2항에 있어서,

최단 마크 길이가 2T일 때 3개의 독립된 보정량을 이용하는 정보 재생 방법.
제1항에 있어서,

상기 검증 시에 이용하는 목표 신호 레벨은 고정의 목표값에 보정량을 가산한 것이고, 연속하는 N 시각에 대응하는 비트 열 중, 제1 비트 열과 상기 제1 비트 열을 시간 방향으로 반전한 것에 상당하는 제2 비트 열에 대하여 상기 보정량으로서 동일한 값을 이용하는 정보 재생 방법.
제1항에 있어서,

상기 검증 시에 이용하는 목표 신호 레벨은 고정의 목표값에 보정량을 가산한 것이고, 목표 PR 레벨의 목표값이 동일한 복수의 비트 열에 대하여 상기 보정량으로서 동일한 값을 이용하는 정보 재생 방법.
정보 재생 장치에 있어서,

비대칭 보정 목표 테이블;

보정 목표 테이블;

상기 비대칭 보정 목표 테이블과 보정 목표 테이블 중의 한쪽을 선택하는 선택 수단; 및

선택된 테이블에 기초하여 신호 보정하는 수단

을 포함하는 정보 재생 장치.
제7항에 있어서,

파형 등화 처리가 실시된 재생 신호가 입력되며, 연속하는 N 시각의 비트 열마다 상기 선택된 테이블의 값과의 오차의 제곱값을 산출하는 오차 검출 유닛;

상기 오차 검출 유닛의 출력이 입력되며, 가장 확실할 것 같은 비트 열을 선택하여 2치화 결과를 출력하는 최소 오차 조건 선택 유닛; 및

상기 최소 오차 조건 선택 유닛으로부터 출력된 2치화 결과로부터 비트 열을 재합성하여 각 신호 레벨마다 가산 평균하고, 결과를 상기 보정 목표 테이블에 보존하는 레벨 평균화 유닛

을 포함하는 정보 재생 장치.
제7항에 있어서,

상기 재생 신호의 비대칭량을 검출하는 비대칭 검출 유닛 또는 상기 재생 신호의 엔벨로프를 검출하는 엔벨로프 검출 유닛

을 포함하고,

상기 비대칭 보정 목표 테이블은 상기 비대칭량 검출 유닛에 의해 검출된 비대칭량 또는 엔벨로프 검출 유닛에 의해 검출된 엔벨로프에 기초하여 정해진 목표 레벨을 저장하는 정보 재생 장치.
제8항에 있어서,

상기 레벨 평균화 유닛의 연산 결과에 대하여 서로 시간 반전의 관계에 있는 비트 열끼리의 보정량을 동일하게 하는 처리를 행하는 시간 반전 대칭화 유닛

을 포함하고,

상기 시간 반전 대칭화 유닛의 처리 결과를 상기 비대칭 보정 테이블에 저장하는 정보 재생 장치.