KR20060045392A - 기록 방법 및 광 디스크 장치 - Google Patents

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Abstract

기록형 광 디스크 장치에 대하여, 최소한의 회로의 부가에 의해서, 기록 펄스 조건(기록 스트래티지)의 적정화에 요하는 작업을 효율화하는 것, 및 드라이브 장치간의 재생 호환성을 확보하는 것을 목적으로 한다. 엣지 시프트량 혹은 재생 신호와 2치화 결과를 디지털 데이터로서 외부 메모리에 보존하고, 나중에 호스트 PC 내의 해석 소프트웨어에 의해 처리하는 구성으로 한다. 각 광 디스크 매체에의 기록 펄스 형상과 파워의 조건을 간소한 구성의 회로를 이용하여 단시간에 적정화할 수 있게 되고, 또한 PRML 클래스나 헤드의 NA의 차이를 고려하여 기록 펄스 형상과 파워의 조건을 적정화함으로써, 재생 호환 성능이 손상되지 않도록 할 수 있었다.
기록 스트래티지, 기록 펄스 형상, 기록 파워, 엣지 시프트량, 2치화, 적정화, 등화 부스트, 지터, FIR 필터, 재생 호환

Description

기록 방법 및 광 디스크 장치{RECORDING METHOD AND OPTICAL DISC DEVICE}
도 1은 본 발명을 실시하는 광 디스크 장치의 재생 신호 처리부의 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 기록형 DVD 드라이브 장치의 모식도.
도 3은 기록형 DVD 드라이브 장치의 문제점을 나타내는 모식도.
도 4는 DVD-R 디스크를 NA0.65의 장치에서 기록하고 NA0.60의 장치에서 재생한 실험 결과의 도면.
도 5는 재생 호환을 보증하는 방법의 일례의 도면.
도 6은 DVD-R 디스크의 파워 마진을 측정한 결과의 도면.
도 7은 파형 등화의 부스트량과 지터의 관계를 NA0.60과 NA0.65의 평가 장치에서 측정한 결과의 도면.
도 8은 DVD-R 디스크를 NA0.65의 평가 장치의 등화 부스트량을 2.2dB로 변경하여 기록 조건을 적정화하여, 지터를 평가한 결과의 도면.
도 9는 NA0.60의 평가 장치에서 3매의 기록형 DVD 디스크를 재생하여, 등화 부스트량과 지터치의 관계를 측정한 결과의 도면.
도 10은 DVD-R 디스크의 기록 파워와 PI 프레임 에러의 관계를 나타내는 측정 결과의 도면.
도 11은 본 발명의 기록 방법 및 광 디스크 장치에 적합한 회로의 구성을 나타내는 실시예의 도면.
도 12는 본 발명의 기록 방법 및 광 디스크 장치에 적합한 회로의 구성을 나타내는 실시예의 도면.
도 13은 본 발명의 기록 방법 및 광 디스크 장치에 적합한 회로의 구성을 나타내는 실시예의 도면.
도 14는 본 발명의 기록 방법 및 광 디스크 장치에 적합한 회로의 구성을 나타내는 실시예의 도면.
도 15는 본 발명의 기록 방법 및 광 디스크 장치에 적합한 회로의 구성을 나타내는 실시예의 도면.
도 16은 본 발명의 기록 방법 및 광 디스크 장치에 적합한 회로의 구성을 나타내는 실시예의 도면.
도 17은 본 발명의 기록 방법 및 광 디스크 장치에 적합한 회로의 구성을 나타내는 실시예의 도면.
도 18은 본 발명의 기록 방법 및 광 디스크 장치에 적합한 회로의 구성을 나타내는 실시예의 도면.
도 19는 엣지 시프트의 검출 방법을 모식적으로 설명한 도면.
도 20은 본 발명의 품질 평가를 행하는 해석 소프트웨어의 내부 구성을 도시하는 블록도.
도 21은 본 발명의 품질 평가를 행하는 해석 소프트웨어의 내부 구성을 도시 하는 블록도.
도 22는 본 발명의 품질 평가를 행하는 해석 소프트웨어의 내부 구성을 도시하는 블록도.
도 23은 본 발명의 품질 평가를 행하는 해석 소프트웨어의 내부 구성을 도시하는 블록도.
도 24는 본 발명의 품질 평가를 행하는 해석 소프트웨어의 내부 구성을 도시하는 블록도.
도 25는 본 발명의 품질 평가를 행하는 해석 소프트웨어의 내부 구성을 도시하는 블록도.
도 26은 본 발명의 품질 평가를 행하는 해석 소프트웨어의 내부 구성을 도시하는 블록도.
도 27은 DVD-RAM의 컨트롤 데이터에 기록되는 기록 스트래티지 데이터의 내용에 대하여 도시한 도면.
도 28은 DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM의 각 매체의 재생 신호를 정리한 도면.
도 29는 DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM의 각 매체의 기록 스트래티지를 모식적으로 도시한 도면.
도 30은 DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM의 각 매체의 기록 스트래티지를 모식적으로 도시한 도면.
도 31은 본 발명의 기록 스트래티지의 적정화 시퀀스를 나타내는 실시예의 도면.
도 32는 DVD-RAM을 구체 예로서 기록 펄스 형상 교정 단계의 흐름을 설명하는 모식도.
도 33은 2 배속 DVD-RAM 매체의 기록 펄스의 형상 파라미터를 결정하기 위한 측정 결과의 일례의 도면.
도 34는 기록 펄스의 형상을 적정화를 하기 전후에서의 기록 파워 마진의 차이를 나타내는 측정 결과의 도면.
도 35는 DVD-R 매체의 2배속 기록에 대한 기록 펄스의 형상과 파워의 교정 시퀀스의 일례를 도시하는 도면.
도 36은 긴 마크를 기록하는 펄스 형상 파라미터를 적정화하기 위한 시퀀스의 일례의 도면.
도 37은 기록 펄스 형상의 기본 파라미터에 대한 기록 감도의 변화를 DVD-R에 대하여 측정한 결과의 도면.
도 38은 본 발명의 기록 스트래티지의 적정화 시퀀스를 나타내는 다른 실시예의 도면.
도 39는 엣지 레벨을 이용하여, 기록 펄스의 형상을 적정화한 경우의 실시예의 도면.
도 40은 본 발명의 기록 스트래티지의 적정화 시퀀스를 나타내는 다른 실시예의 도면.
도 41은 DVD-RAM 디스크를 NA0.60과 NA0.65의 평가 장치에서 재생하여, 등화 부스트량과 지터의 관계를 측정한 결과의 도면.
도 42는 DVD-RAM 디스크를 표준 등화 부스트 조건으로 NA0.60과 NA0.65의 장치에서 재생하여, 각 패턴의 시프트량을 측정하여 비교한 결과의 도면.
도 43은 DVD-RAM 디스크를 NA0.65의 장치의 등화 부스트량 4.0dB의 조건으로 재생한 경우의 결과의 도면.
도 44는 DVD-RAM 디스크를 NA0.65의 장치의 등화 부스트량 5.5dB로서, FIR 필터를 이용하여 재생 보정한 경우의 결과의 도면.
도 45는 재생 보정용의 FIR 필터의 Tap 계수를 설정하는 처리 방법을 도시하는 도면.
도 46은 LSE법에 의해 구한 FIR 필터의 주파수 특성을 나타내는 도면.
도 47은 엣지 시프트의 허용치를 구한 결과의 도면.
도 48은 NA0.60의 평가 장치를 이용하여, 2 배속으로 기록한 트랙을 2-16 배속의 범위에서 재생하여 지터치를 측정한 결과의 도면.
도 49는 16 배속에 있어서의 재생 보정용의 FIR 필터의 탭 수와 지터치의 관계를 계측한 실험 결과의 도면.
도 50은 재생 보정용의 FIR 필터의 주파수 특성을 나타내는 도면.
도 51은 재생 보정용의 FIR 필터에 의한 군 지연의 억압 효과를 나타낸 실험 결과의 도면.
도 52는 재생 보정을 실시한 경우와 실시하지 않는 경우에서의 각 속도에서의 아이 패턴과 지터치를 정리한 도면.
도 53은 각 속도에 있어서 재생 보정용의 FIR 필터의 탭 계수를 정리한 도면.
도 54는 6 배속과 16 배속에 있어서 지터치와 비트 에러율을 측정한 결과의 도면.
도 55는 본 발명의 광 디스크 장치의 구성을 나타내는 실시예의 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 비터비 디코더 유닛
20 : 지연기
30 : PLL
40 : 재생 신호 처리 회로
50 : 재생 신호
51 : 2치화 데이터 열
52 : 클럭
53 : 엣지 시프트량
54 : 엣지 레벨
140 : CPU
200 : 외부 메모리
[특허문헌1] 일본 특허 공개 평성 10-320777
[특허문헌2] WO01/011614
[특허문헌3] 일본 특허 공개 2003-6864
본 발명은 기록 매체 상에 물리적 성질이 다른 부분과는 상이한 기록 마크를 형성하고, 정보를 기록하는 광 디스크의 기록 방법 및 장치에 관한 것이다.
재기입형의 상 변화 광 기록 재료를 이용한 DVD-RAM, DVD-RW 등 광 디스크 매체는 널리 일반적으로 보급되어 있다. 최근에는 청색 레이저를 이용하여 하이비젼 방송의 녹화에 대응한, 보다 대용량의 Blu-ray Disc도 제품화되었다. 금후에는, 1대의 드라이브로 DVD에도 Blu-ray Disc에도 기록/재생이 가능한 광 디스크 장치의 실현이 기대되고 있다. 이들 고밀도 광 디스크에 정보를 기록하는 경우에는, 일반적으로 「가기입」이라고 불리는 기록 레이저 광의 파워 및 펄스 조건의 적정화가 중요하다.
일반적으로, 광 디스크에 기록된 신호의 품질 평가에는 데이터 엣지와 클럭 엣지의 어긋남의 표준 편차인 지터를 이용하고 있다. 지터치를 측정하기 위해서는, 전용의 지터 분석기 등의 측정기가 필요하다. 광 디스크 장치에 고가의 지터 분석기를 내장하는 것은 불가능하기 때문에, 이에 대체되는 신호 평가 지표가 필요했다.
종래의 가기입 기술의 예로서, 일본 특허 공개 평성 10-320777 공보(대응 US 6269062)에서는 지터치를 직접 측정하는 것이 아니라, 데이터 엣지와 클럭 엣지의 위상차가 소정의 값 이상으로 된 경우에 에러 펄스라고 불리는 논리 펄스를 발생하여, 에러 펄스의 수를 카운트함으로써, 등가적으로 지터치를 평가하고, 이것을 이용하여 기록 파워의 적정화를 하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 국제 공개 번호 WO01/011614 공보(대응 US 6654325)에서는, 전후의 스페이스 길이와 마크 길이에 응답한 테이블 참조형의 적응적인 기록 스트래티지를 이용한 4.7GB DVD-RAM용의 가기입 기술이 개시되어 있다. 이 중에서, 에러 펄스를 기록 스트래티지의 테이블에 대응시켜 분류 처리를 실시하고, 테이블 각 항의 에러 펄스치가 최소로 되도록, 기록 레이저 광의 펄스 조건을 적정화하고 있다. 실제 분류 처리는 4x4의 테이블이 2개 필요하지만, 신호 평가에 에러 펄스라고 하는 논리 펄스를 이용하고 있으므로, 논리 LSI에 의해서, 간편하게 분류 처리를 실현할 수 있는 것이 특징이다.
또한, 일본 특허 공개 2003-6864 공보에서는, 상기 예와 같은 종래의 다이렉트 슬라이스 방식에 의한 2치화에 기초하는 방법을 진화시켜, 비터비 복호에 의한 2치화에 적합한 기록 조건의 적정화 방법이 개시되어 있다. 여기서는, 재생 신호를 A/D 변환한 후, 비터비 복호의 목표 신호 레벨의 시간적인 천이에 따라서, 재생 신호를 경우 구분하여, 각각에 클럭과 데이터 엣지의 위상차를 검출함으로써, 상기 비터비 복호 방식에 최적의 기록 조건이 얻어지는 연구로 되어 있다.
상기에 서술한 가기입의 예에서는, 디스크가 드라이브 장치에 로딩된 시점에, 상기 디스크와 상기 드라이브 장치의 상황에 맞추어, 기록 파워와 펄스 형상의 조건을 적정화한다. 상기의 DVD-RAM과 같이 10만회 이상의 재기록이 가능하고, 또한 섹터 구조를 갖는 디스크인 경우에는, 몇 번이나 기록 재생을 반복하여 기록 조건의 적정화를 실시할 수 있고, 또한 기록 재생의 액세스도 빠르기 때문에, 가기입 처리 자체도 단시간에 실시할 수 있다. 한편, DVD-R과 같이 한번밖에 기록할 수 없는 디스크 매체에서는, 기록 펄스 형상의 교정을 하는 것이 곤란하기 때문에, 디스크에 기재된 ID 정보를 바탕으로, 미리 드라이브 장치가 기억하고 있는 기록 펄스 형상의 조건을 이용하여 파워 교정만을 실시하고 있다.
그런데, 작금의 기록형 DVD 드라이브 장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 모든 DVD 매체와 CD 매체에 기록 재생을 할 수 있는 수퍼 멀티 드라이브라고 불리는, 다기능 장치가 주류이다. 이러한 수퍼 멀티 드라이브 장치는 100 종류 이상의 광 디스크 매체에 대하여, 기록 속도마다 기록 펄스 형상의 조건을 기억하고 있다. 동시에, 수퍼 멀티 드라이브를 포함하는 기록형 광 디스크 장치는, 1년 이내에 모듈 체인지하여, 고속화·저가격화가 반복되고, 또한 최신의 매체에 대응하는 것이 반복되고 있다. 이러한 드라이브 장치의 개발에 있어서는, 방대한 수의 광 디스크 매체에 대하여, 각각 적정한 기록 펄스 형상 조건을 선택하는 것에 다대한 작업 시간을 요하며, 신형 드라이브 장치 개발의 보틀넥으로 되었다고 하더라도 과언이 아니다.
이상과 같이, DVD-RAM을 제외한 기록형 DVD 및 CD 매체에서는, 로딩 시에 기록 펄스 형상의 적정화를 실시하지 않는 경우가 많으므로, 각 디스크에 따른 적정한 기록 펄스 형상의 조건을 미리 정하고, 드라이브 장치에 기억시킬 필요가 있었 다.
또한, 상술한 바와 같이 DVD의 보급이 진행된 현재에서는, 기록/재생 속도의 고속화가 가장 중요한 기술 개발 과제로 되고 있다. 동시에 1대의 드라이브 장치에서, DVD와 고속으로 신호를 재생하면 노이즈의 영향이 커지기 때문에, 재생 신호의 2치화 방식으로서, 종래의 다이렉트 슬라이스 대신에, 실효적으로 S/N비를 향상시키는 비터비 복호법으로 대표되는 PRML(Partial Response Maximum Likelihood) 방식이 필수로 되고 있다.
PRML 방식을 채용한 신형의 드라이브 장치와 종래의 다이렉트 슬라이스 방식의 드라이브 장치가 시장에서 혼재하는 경우에 발생하는 문제점에 대하여 서술한다. 도 3은 문제점을 모식적으로 도시한 것이다. 고성능의 신형 드라이브에서 기록한 디스크가, 신형 드라이브에서 재생 가능하지만, 성능이 낮은 종래의 드라이브 장치에서 재생하여, 재생 에러로 되는 경우이다. 이러한 재생 호환의 문제는 신형 드라이브 장치가 자신이 가장 재생하기 쉬운 조건으로 데이터를 기록한 경우에 발생할 가능성이 높아진다.
PRML 방식에서는 재생 신호의 엣지의 위치뿐만 아니라, 신호 전체를 목표 신호와 비교하여 가장 확실할 것 같은 데이터 열을 순차 선택하도록 2치화를 실시한다. 이 경우에, 목표 신호를 생성하기 위해서, PR 클래스라고 불리는 2개 내지 5개 정도의 수치 열을 이용한다. PR 클래스는 재생 신호의 임펄스 레스펀스를 수치 열에 근사한 것이다. DVD용의 PR 클래스로서는, PR(3, 4, 4, 3) ML 방식이 잘 알려져 있다. 그런데, PR 클래스는 어디까지나 임펄스 레스펀스의 근사이기 때문에, 예를 들면 PR(3, 4, 4, 3) ML 디코더를 사용하여 비트 에러율, 엣지 시프트, SAM(Sequenced Amplitude Margin), MLSE(Maximum Likelihood Sequensed Error) 등의 신호 평가 지표를 이용하여, 이들을 최량으로 하도록 등화 조건, 기록 펄스 및 파워를 결정하면, DVD 규격에 의해 정해진 호환성을 보증하기 위한 조건과 다르기 때문에, 종래 장치에서 재생한 경우에 지터치가 커져, 최악의 경우 재생 에러로 될 수 있다. 드라이브 장치가 사용하는 PR 클래스는 드라이브 장치 고유의 것이므로, 이에 맞추어, 기록 조건을 정하는 일이 있어서는 안 된다. 일본 특허 공개 2003-6864 공보에 개시되어 있는 기술은, 상기 드라이브의 PR 클래스에 최적의 기록 조건을 정하는 방법으로, 드라이브 장치간의 재생 호환에 대한 배려가 되어 있지 않았다.
따라서,
(과제 1) 각 광 디스크 매체에의 기록 펄스 형상과 파워의 조건을 간소한 구성의 회로를 이용하여 단시간에 적정화할 수 있도록 하고,
(과제 2) PRML 클래스나 헤드의 NA의 차이를 고려하여 기록 펄스 형상과 파워의 조건을 적정화함으로써, 재생 호환 성능이 손상되지 않도록 하는
것이 기대된다.
우선, 해석 결과에 대하여 설명한다.
기록형 DVD 매체로서는, DVD-RAM/DVD-R/DVD-RW/DVD+R/DVD+RW가 있으며, 1개의 드라이브 장치에서 각 디스크에 대응하여 기록 재생을 가능하게 하는 것이 요망 된다. 이들 규격으로 정의되는 기준 드라이브용의 헤드의 NA는 DVD-RAM/DVD-R/DVD-RW가 0.60, DVD+R/DVD+RW가 0.65로 서로 다르다. 드라이브 장치에 탑재되는 1대의 광 헤드로, 이들 모든 디스크에 대응하기 위해서는, NA를 어느 하나로 선택할 필요가 있다. 일반적으로, 큰 쪽의 NA0.65를 채용하여 작은 스폿 사이즈로 기록 재생하는 것이, 신호 품질이나 고속 기록 시의 기록 파워의 효율 등으로부터 생각하여 자연스럽다. DVD-RAM/DVD-R/DVD-RW의 기록 조건을 적정화하는 경우에는 NA0.60의 광 디스크 장치에서 재생하여 지터치가 양호하게 되도록, NA0.65의 광 헤드를 사용하여 기록 펄스의 조건을 적정화할 필요가 있다. 예를 들면 DVD-R에서는 NA0.60의 장치에서 재생한 경우에 파형 등화의 부스트량은 3.2dB로 정해져 있지만, NA0.65의 장치를 사용하여, 파형 등화의 부스트량을 동일한 3.2dB로 하여 기록 조건의 적정화를 실시하면, 광 스폿의 크기가 상이한 것을 반영하여, 기록된 디스크를 표준의 NA0.60의 장치에서 재생했을 때의 지터치가 악화된다.
도 4는 이것을 실험적으로 확인한 결과를 정리한 것이다. 시판의 DVD-R 디스크를 이용하고, NA0.60과 NA0.65의 평가 장치를 이용하여 각각 등화 부스트량을 3.2dB로 고정하여 측정을 행하였다. 기록 속도는 2 배속, 재생 속도는 1 배속이다. NA0.60의 장치에서 재생한 경우, 자기 기록 재생에서는 지터치 6.9%인데 대하여, NA0.65의 장치에서 기록한 디스크의 지터치는 8.3%로 악화되었다. DVD에서는 지터치가 1% 증가하면 비트 에러율이 10 배로 되기 때문에, NA0.65의 장치에서 기록한 디스크의 신뢰성은 1/10 이하로 저하된다고 할 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해서는, 도 5에 도시한 바와 같이, NA0.65의 드라이브 장치에서 기록한 디스크를 NA0.60의 표준 드라이브 장치에서 재생하여 신호 품질을 평가하고, 이것이 최량으로 되도록, NA0.65의 드라이브 장치의 기록 펄스와 파워의 조건을 정하는 작업이 필요하다. 방대한 수의 디스크에 대하여 이러한 작업을 실시하면, 더욱 신형 기종의 개발에 관한 개발 자원이 커져, 드라이브 장치의 비용 증가에 반영된다.
도 6은 DVD-R 디스크의 파워 마진을 측정한 결과이다. 위의 NA0.60의 평가 장치를 이용하여 기록 파워에 대한 지터치와 ECC(Error Correction Code)의 에러의 평가 지표인 PI 프레임 에러 수를 측정했다. PI 프레임 에러 수에 대해서는 다이렉트 슬라이스법에 의한 2치화와 PR(3, 4, 4, 3) ML에 의한 2치화 결과를 비교했다. 도면에 도시하는 바와 같이 지터가 최소로 되는 기록 파워(약 17mW)보다 큰 기록 파워의 영역에서, 다이렉트 슬라이스법에 의한 PI 프레임 에러 수와 PRML법에 의한 PI 프레임 에러의 수에 큰 격차가 발생되는 것을 알았다. 도면에서 20mW를 초과하는 기록 파워로 기록한 디스크에서는, PRML 방식의 드라이브 장치에서는 양호하게 재생할 수 있지만, 다이렉트 슬라이스 방식의 드라이브 장치에서는 재생 에러로 될 가능성이 높다. 이 현상은 전술한 바와 같은 헤드의 NA에 관한 문제가 아니라, 2치화 방식 그 자체의 차이에 관한 현상이다. 이것도 재생 호환을 보증하는 데에 있어서 고려하여야 할 문제의 하나이다. 요인의 분석과 해결 방법에 관해서는 후술한다.
계속해서, (과제 1)를 해결하는 수단에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이, DVD-RAM을 제외한 기록형 광 디스크에서는, 디스크 매체가 드라이브 장치에 로딩되었을 때에 기록 파워의 교정만을 실시하는 일이 많다. 이 때문에, 기록 펄스 형상의 조건에 관해서는, 사전에 적정화하여 드라이브 장치에 매체 종별과 기록 속도 조건마다 기억시켜 둔다. 이 때문에, 시장에 출하된 후에는, 기록 펄스 형상의 적정화의 처리를 실시하는 일이 없다. 따라서, 전술한 공지 예와 같이, 리얼타임으로 기록 펄스 형상의 적정화가 가능한 회로는 필요없다. 오히려, 고속 동작하는 회로가 부가됨으로써, 드라이브 장치가 시장에서 동작할 때의 소비 전력이 증가하는 것을 방지하는 의미에서도, 간소한 구성이 바람직하다.
도 1은 본 발명을 실시하는 광 디스크 장치의 재생 신호 처리부의 구성을 도시하는 블록도이다. 전체 구성은 재생 신호 처리 회로(40)와 외부 메모리(200) 및 CPU(140)로 이루어진다. 재생 신호 처리 회로(40)는 비터비 디코더(10)와 PLL(30)로 이루어지고, 도시하지 않은 광 헤드로 판독된 신호를 아날로그 등화 처리한 RF 신호(50)가 입력되면, 2치화 데이터 열(51)과, PLL(30) 내에서 검출한 클럭(53)과 RF 신호(50)의 엣지 시프트량(위상 오차라고도 불림)(52)을 출력한다. 이들은 외부 메모리(200) 내에 시계열로 보존된다. CPU(140)는 외부 메모리(140)로부터 2치화 데이터 열(51)과 엣지 시프트량(52)을 판독하여 처리하여, 재생 신호 품질을 평가한다. 이 때, 엣지 시프트량뿐만 아니라, 2치화 결과도 동시에 보존되어 있으므로, 마크 길이 및 전후의 스페이스 길이에 의존한 각 패턴마다의 지터량과 평균 시프트량을 간단한 연산으로 구할 수 있다. 따라서, 마크 길이 및 전후의 스페이스 길이에 의존하여 기록 펄스 형상의 조건이 서로 다른 DVD의 기록 스트래티지에 대응하여, 각 요소를 병렬로 처리하여 적정화를 실시할 수 있기 때문에, 처리 시간을 단축할 수 있다. 동시에 CPU(140)는 도시하지 않은 기록 데이터 처리부에 지시하 여, 기록 펄스 형상 및 파워의 조건을 변경하면서 그것에 대응한 재생 신호 품질을 평가하고, 그 결과에 따라서, 적정한 기록 펄스 형상과 파워의 조건을 결정한다. 본 구성에 있어서, 재생 신호 처리 회로(40)와 CPU(140)는 드라이브 장치에 필수적인 것이며, 외부 메모리(200)에 관해서는, 예를 들면 ECC 디코드 처리의 워크 에리어에 이용되는 DRAM을 공용함으로써, 추가하는 회로를 최소한으로 억제할 수 있다.
재생 신호 품질의 평가에 관해서는, 예를 들면 「국제 공개 번호 WO01/011614」의 예와 같은 지터 평가용의 전용 하드웨어를 갖지 않기 때문에, 재생중에 지터를 동시에 측정할 수 있는 것이 아니다. 기록 조건의 적정화에 요하는 시간은 예를 들면 「국제 공개 번호 WO01/011614」를 예를 들면 1초로 실현할 수 있다고 한 경우, 이것에 비교하면 많은 처리 시간이 필요하다. 그러나, 전술한 도 5에 도시한 방법에서는 예를 들면 8 시간의 작업이 필요했다고 한다면, 본 발명의 구성에서는 예를 들면 10분에 기록 조건의 적정화가 가능하며, 충분한 효과가 얻어진다. 기록 펄스 형상과 파워의 조건의 적정화 방법의 흐름에 대해서는, 실시예의 항에서 구체적으로 설명한다. 또한, PRML 방식에 의한 2치화 결과와 엣지 시프트량의 정보를 이용하는 진의에 대해서도, 실시예의 항에서 상세 내용을 설명한다. 본 발명의 골자는, 2치화 결과와 엣지 시프트를 시계열로 외부 메모리에 보존하고, 나중에 CPU가 이것을 처리하여 신호 품질을 평가하여, 기록 펄스 형상과 파워 조건의 적정화를 실시하는 데에 있다. 이러한 기록 방법 및 그것을 탑재한 광 디스크 장치에 의해, 최소한의 회로의 추가로 방대한 수의 매체의 기록 조건의 적정화를 효율적으로 실시할 수 있고, 드라이브 장치의 개발 시간을 삭감할 수 있으며, 결과 적으로 드라이브 장치의 비용을 삭감할 수 있다. 이에 의해 (과제 1)를 해결할 수 있었다.
다음으로 (과제 2)를 해결하기 위한 수단에 대하여 서술한다.
최초로 NA의 차이를 보정하는 방법에 대하여 서술한다.
도 7은 파형 등화의 부스트량과 지터의 관계를 NA0.60과 NA0.65의 평가 장치에서 측정한 결과이다. 도면에 도시한 바와 같이, NA0.60의 평가 장치에서는, 표준 부스트량 3.2dB에서 최소 지터 6.9%가 얻어진다. 동일한 디스크를 NA0.65의 평가 장치에서 재생하면, 부스트량 약 2.2dB에서 최소 지터치 6.2%가 얻어졌다. 이 차는 광 스폿의 크기의 차를 등화 부스트량에 의해 근사한 결과라고 할 수 있다. 거기서, NA0.65의 평가 장치의 등화 부스트량을 2.2dB로 변경하여 기록 조건을 적정화하여, 지터를 평가했다. 결과를 도 8에 정리한다. NA0.60의 평가 장치에서 재생한 지터는, (1) NA0.65의 평가 장치의 등화 부스트량 3.2dB에서 조정하여 기록한 디스크에서는 8.3%, (2) NA0.65의 평가 장치의 등화 부스트량 2.2dB에서 조정하여 기록한 디스크에서는 6.9%로 되고, 후자에서는 NA0.60의 평가 장치에서 기록 조정한 경우의 지터치와 동일한 값이 얻어졌다.
도 9는 NA0.60의 평가 장치에서, 위에 서술한 3매의 디스크를 재생하여, 등화 부스트량과 지터치의 관계를 측정한 결과이다. NA0.65의 평가 장치에서 기록한 디스크에서도 등화 부스트량을 2.2dB로 하여 조정한 디스크에서는, NA0.60의 평가 장치에서 기록한 디스크와 동등한 지터 특성이 얻어졌다. 이것은 양 디스크 상에 형성된 마크의 사이즈가 거의 동일한 것인 것을 나타내는 것이다.
도 10은 DVD-R 디스크의 기록 파워와 PI 프레임 에러의 관계를 나타내는 측정 결과이다. 도 10(a)은 도 6(b)과 동일하다. 그런데, 도면의 포인트 (A)에 있어서, 다이렉트 슬라이스 방식에서는 PI 에러가 1 블록당 80개 정도 발생하고 있는 데 대하여, PRML 방식을 사용하여 2치화하면, PI 에러가 거의 제로이다. 도 10(b) 및 (c)은 각각, 포인트 (A)에 있어서의 아이 패턴과 3T 마크-3T 스페이스-3T 마크의 패턴의 재생 신호이다. 아이 패턴에 대해서는 소량의 왜곡을 확인할 수 있지만, 지터치는 9.6%이고, 통계적으로는 비트 에러는 거의 발생하지 않을 것이다. 한편, 도 10(c)을 보면, 2개의 3T 마크의 신호 진폭이 크게 다르고, 선행하는(시간적으로 앞, 도면에서는 좌측) 3T 마크의 진폭이 작다. 이것은 DVD-R과 같이 고밀도의 색소계 광 디스크에 특유한 현상이다. 색소계 기록막의 기록 과정에서는, 레이저 펄스의 조사에 의해서, 색소가 변질됨과 함께, 일부는 승화하여 가스로 된다. 이 가스의 압력에 의해서, 플라스틱 기판이 변형된 후, 온도가 차가워져 덩어리 마크를 형성한다고 되어 있다. 이 때, 3T 스페이스와 같이 짧은 간격으로 2개의 마크를 형성하고자 하면, 선행하는 마크가 아직 완전히 냉각되지 않았을 때에, 후속하는 마크에 레이저 펄스가 조사되어 압력이 높아지고, 이 기계적인 영향이 선행하는 마크에 미쳐, 아직 고정되어 있지 않은 선행하는 마크의 크기가 축소되는 것이 아닐까라고 생각되고 있다. 이러한 현상이 발생하면, 특정한 데이터 패턴에만 영향이 발생하므로, 전체를 통계적으로 취급하는 지터치에는 큰 영향이 나타나지 않지만, 다이렉트 슬라이스 방식으로 2치화하면, 상기 3T 마크는 2T 혹은 1T로 2치화되기 때문에, PI 프레임 에러로 된다. 한편, 광 디스크용의 PRML에서는, 이용되는 RLL(Run Length Limited) 부호에 따른 매트릭 구조를 갖는 것이 보통이다. DVD-R을 재생하는 PRML에서는, RLL 부호상 2T 마크는 존재하지 않기 때문에, PRML 방식으로 2치화하면, 위와 같이 진폭이 작은 마크에서도 3T로 디코드된다. 이것이 양자에서 PI 프레임 에러의 개수가 크게 변하는 주 요인이다.
따라서, 종래의 다이렉트 슬라이스 방식으로 양호하게 재생 가능한 기록 조건을 적정화하는 경우에는, 다이렉트 슬라이스로 디코드한 결과를 고려할 필요가 있다. 그런데, 본 발명에서는 도 1에 도시한 바와 같이, PRML 방식으로 2치화한 결과와, PLL이 계측한 엣지 시프트량을 시계열로 동시에 외부 메모리에 보존한다. PLL은 재생 신호의 엣지를 판정하여, 엣지 시프트량을 계측하고 있다. 엣지부의 위치를 판정하는 알고리즘은 다이렉트 슬라이스와 동일하기 때문에, 따라서, 외부 메모리 내에서, 유효한 엣지 시프트량이 보존된 위치(시각)는 다이렉트 슬라이스 방식으로 2치화된 엣지 위치와 동일하다. 통상은 PRML 방식으로 2치화된 데이터의 엣지, 즉 "1"과 "0"의 전환 위치와, 유효한 엣지 시프트량이 보존된 위치는 일치한다. 그러나, 위에 서술한 바와 같은 사상이 발생하는 경우에는, 양자의 위치는 일치하지 않게 된다. 따라서, CPU에서 이 양자의 불일치를 계측함으로써, 실질적으로 PRML 방식과 다이렉트 슬라이스 방식의 재생 결과의 차이를 정량화할 수 있다. 이 불일치의 빈도가 값을 초과하면, 그 이상 큰 파워로 기록하지 않도록, 기록 파워의 제한을 부과함으로써, PRML 방식의 드라이브를 사용하여, 다이렉트 슬라이스 방식으로 양호하게 재생 가능한 데이터를 기록하는 것이 가능하다. 다이렉트 슬라이스 방식을 모의하는 다른 방법에 대해서는 실시예의 항에서 상세하게 서술한다. 이에 의해 (과제 2)를 해결할 수 있었다.
이상 서술한 바와 같이, 본 발명에 의해, 상기 2개의 과제를 해결하여 간소한 구성으로 기록 펄스 및 파워 조건의 적정화를 단시간에 실현하고, 또한 드라이브 장치간의 재생 호환을 보증하는 광 디스크의 기록 방법과 광 디스크 장치를 제공할 수 있었다.
이하 본 발명의 상세 내용을, 실시예를 이용하여 설명한다.
(제1 실시예)
제1 실시예는 본 발명의 장치의 상세한 블록 구성을 설명한다. 도 11은 본 발명의 기록 방법 및 광 디스크 장치에 적합한 회로의 구성을 나타내는 실시예이며, 도 1에 도시한 블록을 보다 상세하게 도시한 것이다. 전체 구성은 재생 신호 처리 회로(40)와 외부 메모리(200) 및 CPU(140)로 이루어진다. 재생 신호 처리 회로(40)는 비터비 디코더 유닛(10), PLL(30), 및 지연기(20)로 이루어진다. 비터비 디코더 유닛(10)은 아날로그 등화기(11), A/D 변환기(12), FIR(Finite Impulse Response) 필터(13), PRML 디코더(14)로 구성된다. 도시하지 않은 광 헤드에서 판독된 재생 신호(50)는 아날로그 등화기(11)에 의해 등화/LPF(Low Pass Filter) 처리된 후, A/D 변환기(12)에 의해 클럭마다 샘플되어 6 비트 내지 8 비트의 디지털 데이터 열로 변환된다. 이 디지털 데이터 열은 FIR 필터(13)에서 디지털 등화 처리된 후, 비터비 복호 방식을 탑재하는 PRML 디코더(14)에 의해 2치화되어, 2치화 신호(51)가 출력된다. PRML 디코더(14)에서는, FIR 필터(13)에서 디지털 등화 처리된 데이터 스트림과, 적당한 임펄스 레스펀스의 중복 대조로부터 생성된 목표 데 이터 스트림을 복수 시각에 걸쳐 비교하여, 양자의 차가 가장 가까워지는 선택을 실시함으로써, 2치화 데이터(51)를 출력한다. 전술한 임펄스 레스펀스는 PR 클래스라고 불린다. 또한, 상기의 선택 처리를 실시하기 위해서 패스 메모리라고 불리는 메모리 열을 내장하고 있으며, 이 때문에 입력된 데이터 스트림과 출력하는 2치화 데이터 열의 사이에는 고정 지연량이 수반된다. PRML의 내부 구성에 대해서는 상세 내용을 생략한다. PLL(30)은 재생 신호로부터 클럭을 생성하여, 각 회로에 공급한다.
이 때문에 PLL(30)은 상기 디지털 데이터 열, 혹은 FIR 필터(13)에서 디지털 등화 처리된 디지털 데이터 열의 엣지와 마찬가지로 도시하지 않은 내장하는 VCO(Voltage Controlled Oscillator)가 발생하는 클럭(52)이 추종하도록, VCO에 인가하는 전압을 제어한다. 이 때문에 PLL(30)에는 도시하지 않지만, 클럭(52)과 디지털 데이터 열로부터 추출한 엣지 위치의 위상차(엣지 시프트량)를 검출하는 위상 비교기가 내장된다. VCO 대신에 CCO(Current Controlled Oscillator)를 이용하여도 된다. PLL의 구성에 대해서는 상세 내용을 생략한다. 상기 엣지 시프트량은 데이터 디지털치로서 연산된다. 지연기(20)는 전술한 PRML 디코더에서 발생하는 2치화의 지연량과 필요에 따라서 FIR 필터로부터 발생하는 지연량의 합계 클럭 수 만큼, 엣지 시프트량(53)을 지연시켜 2치화 데이터 열(51)과 동기시키는 기능을 완수한다.
이와 같이 하여, 재생 신호 처리 회로(40)로부터 출력된 2치화 데이터 열(51)과 엣지 시프트량(53)은 클럭 단위로 시계열로 외부 메모리(200)에 보존된다. CPU(140)는 상술한 바와 같이, 외부 메모리(200)로부터 2치화 데이터 열(51)과 엣지 시프트량(52)을 판독해서 처리하여, 재생 신호 품질을 평가한다. 이 때, 엣지 시프트량(52)뿐만 아니라, v도 동시에 보존되어 있기 때문에, 마크 길이 및 전후의 스페이스 길이에 의존한 각 패턴마다의 지터량과 평균 시프트량을 연산으로 구할 수 있다. 따라서, 마크 길이 및 전후의 스페이스 길이에 의존하여 기록 펄스 형상의 조건이 서로 다른 DVD의 기록 스트래티지에 대응하여, 각 요소를 병렬로 처리하여 적정화를 실시할 수 있기 때문에, 처리 시간을 단축할 수 있다. 동시에 CPU(140)는 도시하지 않은 기록 데이터 처리부에 지시하여, 기록 펄스 형상 및 파워의 조건을 변경하면서 그것에 대응한 재생 신호 품질을 평가하고, 그 결과에 따라서, 적정한 기록 펄스 형상과 파워의 조건을 결정할 수 있다. 본 구성에 있어서, 재생 신호 처리 회로(40)와 CPU(140)는 드라이브 장치에 필수적인 것으로, 외부 메모리(200)에 관해서는, 예를 들면 ECC 디코드 처리의 워크 에리어에 이용되는 DRAM을 공용함으로써, 추가하는 회로를 최소한으로 억제할 수 있다. 재생 신호 품질의 평가에 관해서는, 예를 들면 「국제 공개 번호 WO01/011614」의 예와 같은 지터 평가용의 전용 하드웨어를 갖지 않기 때문에, 재생중에 지터를 동시에 측정할 수 있는 것이 아니다. 그러나, 상술한 바와 같이 도 5에 도시한 방법에 비교하면 충분히 단시간에 기록 조건의 적정화가 가능하다.
여기서, 발명의 이해를 깊게 하기 위해서, 외부 메모리(140)에 보존된 엣지 시프트량(52)으로부터 지터치를 산출하는 방법을 설명하여 놓는다. 엣지 시프트량은 위상 비교된 엣지마다 보존되어 있다. 전체적으로 N개의 엣지가 있고, 각각의 엣지 시프트량을 ES[n], n=0, 1, 2, …, N-1로 나타낸다. 평가치로서 평균 시프트량 ESave, 지터치를 σtot로 나타내면 양자는 다음 식으로 구할 수 있다.
Figure 112005017216006-PAT00001
Figure 112005017216006-PAT00002
수학식 2는 샘플링 데이터의 표준 편차를 나타내지만, 데이터 수 N은 통상 1000보다 크기 때문에, 다음 식을 이용해도 된다.
Figure 112005017216006-PAT00003
통상, 기록 파워를 일정하게 하여 기록 펄스 형상을 조정하는 경우에는, 수학식 1의 평균 시프트량이 제로에 근접하도록 조정한다. 기록 펄스 형상의 변화에 수반하는 마크 엣지의 흔들림의 증감까지 포함하여 고려하는 경우에는, 다음 식에서 나타내는 시프트를 포함한 지터치 σs tot를 이용하여, 이것이 최소로 되도록 조정 해도 된다.
Figure 112005017216006-PAT00004
또한, DVD나 BD에 이용되는 기록 펄스는, 기록하는 마크 길이와 전후의 스페이스 길이에 대하여 파라미터가 가변의 소위 적응형 기록 스트래티지라고 불리는 테이블형의 것이다. 이에 대응하기 위해서는, 엣지 시프트량 등의 신호 품질의 평가 지표를 기록 펄스와 동일한 테이블 요소마다 추출하여 평가하면 된다. 구체적으로는 선행 스페이스 길이를 prev_sp, 마크 길이를 mk, 후속 스페이스 길이를 post_sp로 나타내고, 마크의 전엣지의 시프트량과 지터치를 각각 SFP, σSFP, 마크의 후엣지의 시프트량과 지터치를 각각 시프트량과 흔들림을 각각 엣지의 시프트량을 TSFP, 후엣지의 시프트량을 TELP, σELP로 하면, DVD-RAM의 경우에는 이하의 식을 사용한다.
Figure 112005017216006-PAT00005
Figure 112005017216006-PAT00006
Figure 112005017216006-PAT00007
Figure 112005017216006-PAT00008
Figure 112005017216006-PAT00009
Figure 112005017216006-PAT00010
Figure 112005017216006-PAT00011
Figure 112005017216006-PAT00012
Figure 112005017216006-PAT00013
여기서, Tsp, Tmk는 각각 테이블 요소의 번호, N(prev_sp, mk), N(post_sp, mk)은 재생 데이터에 포함되는 지정 패턴의 수, ES[Tprev_sp, Tmk, n], ES[Tpost_sp, Tmk, n]는 요소 번호 n의 지정 패턴의 엣지 시프트이다. DVD-RAM의 경우에는, 전엣지의 제어용의 기록 펄스 파라미터는 선행 스페이스 길이와 상기 마크 길이에 의해 테이블화되고, 후엣지의 제어용의 기록 펄스의 파라미터는 상기 마크 길이와 후속 스페이스 길이에 의해 테이블화된다. 한편, DVD-R에서는, 전엣지의 제어용의 기록 펄스의 파라미터인 선두 펄스의 전엣지 위치는 DVD-RAM과 마찬가지로 선행 스페이스 길이와 마크 길이로 정해지지만, 후엣지의 제어용의 기록 펄스의 파라미터인 선두 펄스의 후엣지 위치도 마찬가지로 선행 스페이스 길이와 마크 길이로 정해진다. 이 예에서 볼 수 있는 바와 같이, 기록 스트래티지의 적응형 테이블의 구성은 매체 및 포맷에 맞추어 서로 다르다. 만약, 재생 신호의 평가 지표의 산출을 회로에 실장한 경우에는, 대응하는 매체에 맞추어 많은 처리 회로를 실장할 필요가 있어, 회로 규모와 소비 전력의 증대를 피할 수 없다. 또한, 새로운 기록 스트래티지가 개발된 경우에, 재생 신호 처리 회로 LSI를 다시 만들지 않으면 대응이 곤란하다. 한편, 본 발명과 같이, 필요 최저한의 정보만을 외부 메모리에 보존해 두고, 소프트웨어 처리에 의해서 재생 신호 품질의 평가를 실시하는 방식이라면, 회로 규모가 최소이고, LSI를 다시 만드는 일없이 처리 프로그램의 수정으로 새로운 기록 스트래티지에 바로 대응 가능하다. 이러한 점은 본 발명의 큰 효과이다.
실제로 기록 펄스의 각 파라미터를 적정화하는 경우에는, 수학식 8, 수학식 11의 각 엣지 시프트용이 제로에 근접하도록, 대응하는 기록 펄스의 테이블 요소를 조정하면 된다. 또한, 지터를 포함하여 조정하는 경우에는, 수학식 10, 수학식 13을 최소로 하도록 대응하는 기록 펄스의 테이블 요소를 조정하면 된다. 이하의 실시예에서는, 전자의 방법에 대하여 설명을 진행하지만, 후자의 방법으로 변경하는 것이 용이하므로 이해의 혼란을 피하는 의미에서 후자의 방법에 대해서는 설명을 생략한다.
도 12는 본 발명의 기록 방법 및 광 디스크 장치에 적합한 회로의 구성을 도시하는 다른 실시예이다. 전체 구성은 재생 신호 처리 회로(40)와 외부 메모리(200) 및 CPU(140)로 이루어지는 것은 마찬가지이다. 본 실시예의 특징은 엣지 시프트 대신에 엣지의 레벨을 보존하는 데에 있다. 현재 보급되어 있는 광 디스크는 엣지부에 정보를 할당하는 부호가 사용되고 있다. 이 때문에, 엣지부의 시프트가 제로로 되도록 기록 펄스의 형상과 파워를 적정화하는 것은, 엣지의 레벨이 식별 레벨(통상은 제로)에 근접시키는 것과 등가이다. 한편, PLL의 위상 비교기의 구성으로서는, 일본 특허 공개 2003-6864에 개시되어 있는 바와 같이, 엣지를 사이에 둔 2개 내지 3개의 샘플점으로부터 직접 클럭의 위상 오차를 검출하는 것 대신에, 재생 신호의 시간적인 변화의 패턴에 따라서 위상 오차의 산출 조건을 바꾸는 방법이, PLL의 안정도를 높이는 데에 있어서 효과가 있다. 이와 같이, PLL의 위상 비 교기의 구성의 차이에 따라서, 엄밀하게는 위상 오차의 검출량이 변화한다. 드라이브 장치간의 재생 호환성을 중시한 경우에는, 위상 오차 검출의 방법은 일정한 것이 바람직하다. 이 때문에, 본 실시예에서는 엣지 검출기(21)가 2치화 데이터 열(51)로부터 "1"과 "0"의 전환점인 엣지를 검출하여 스위치(22)를 제어하고, 디지털 데이터 열로부터 엣지부만을 추출한 것을 엣지 레벨(54)로 하여 외부 메모리(200)에 보존하는 구성으로 하고 있다. 그 이외의 동작은 전술한 대로이다.
도 13은 본 발명의 기록 방법 및 광 디스크 장치에 적합한 회로의 구성을 도시하는 다른 실시예이다. 전체 구성은 재생 신호 처리 회로(40)와 외부 메모리(200) 및 CPU(140)로 이루어지는 것은 마찬가지이다. 본 실시예의 특징은 디지털 데이터 열 그 자체를 파형(55)으로 하여 외부 메모리(200)에 보존하는 점에 있다. 재생 파형 그 자체를 보존함으로써, 예를 들면 비대칭의 산출 등이 가능하게 된다. 또한 후술하는 긴 마크의 재생 신호의 형상의 평가도 가능하게 된다. 엣지 시프트의 산출 방법으로서는 이하의 2가지가 있다.
(1) 엣지를 포함하는 2점 혹은 3점의 데이터로부터 직선 보간에 의해 식별 레벨에 있어서의 엣지 시프트량을 산출한다.
(2) 엣지점을 스플라인 함수 등에서 다항식으로 보간하여, 뉴튼·래프손법 등에 의해 식별 레벨에 있어서의 엣지 시프트량을 산출한다.
방법 (1)은 간이한 방법으로, 연산량이 적게 든다. 방법 (2)는 보다 정밀도가 높은 정보가 얻어지지만, 연산량이 많아진다. 위에 설명한 2개의 실시예에 비교하여, 본 실시예에서는 파형(55)으로부터 엣지 시프트를 산출하는 공정이 증가하 기 때문에, CPU(140)의 처리 내용이 증가한다.
도 19는 엣지 시프트의 검출 방법을 모식적으로 설명한 것이다. 이것은 방법 (1)에 대응한다. 도면에서는 엣지의 식별점을 제로로 하고 있다. PRML에서는 클래스의 비트 수(구속 길이)와 FIR 필터의 Tap 수의 선택에 의해서, 엣지 위치를 샘플하는 경우(도면의 케이스 1)와 하프 클럭 시프트하여 샘플하는 경우(도면의 케이스 2)가 있다. 각각의 경우에 대해서, 엣지의 검출 조건과 에러 펄스의 생성 조건을 이하에 정리한다. 여기서, "i" 번째로 샘플된 재생 신호를 y[i], 엣지의 식별점을 제로로 한다.
(케이스 1) 엣지점이 샘플점인 경우
엣지 검출 조건 : y[i-1]x y[i+1] <0
엣지의 기울기 : m=(y[i-1]-y[i+1])/2
엣지점의 레벨 : ye=y[i]
엣지 시프트량 : ES=-ye/m
(케이스 2) 엣지점이 2개의 샘플점 사이에 있는 경우
엣지 검출 조건 : y[i]x y[i+1] <0
엣지의 기울기 : m=y[i+1]-y[i]
엣지점의 레벨 : ye=(y[i]+y[i+1])/2
엣지 시프트량 : ES=-ye/m
케이스 2에 있어서는, 엣지 레벨을 직접 샘플하지 않기 때문에, 엣지 레벨은 2개의 샘플점의 레벨의 평균치로서 취급하고 있다. 이러한 방법에 의해서, 기본적 으로 엣지 시프트를 계측하는 것이 가능하다.
클럭점이 신호의 엣지에 대하여 동기하고 있는 경우와 그렇지 않은 경우에는, 기본적으로 PRML의 목표 신호 레벨에 의해서 정해진다. PRML의 목표 신호 레벨과 클래스 비트 수의 관계를 나타내는 것은, 설명을 생략한다.
도 14는 본 발명의 기록 방법 및 광 디스크 장치에 적합한 회로의 구성을 도시하는 다른 실시예이다. 전체 구성은 재생 신호 처리 회로(40)와 외부 메모리(200) 및 CPU(140)로 이루어지는 것은 마찬가지이다. 본 실시예의 특징은 도 13의 구성을 기본으로, 외부 메모리에 보존하는 데이터로부터 2치화 데이터 열(51)을 생략하여 메모리 용량을 절약하는 점에 있다. 이 경우에는, CPU(140)는 PRML 디코더(14)의 동작을 에뮬레이션에 의해 처리하여 2치화 결과를 연산에 의해 산출할 필요가 있다.
도 15 내지 도 18의 실시예는, 각각 도 11 내지 도 14의 실시예에 인터페이스(170)를 통하여 호스트 PC(180)를 접속한 것이다. 드라이브 내의 CPU(140)는 광 디스크 드라이브 장치의 동작 제어를 하는 것이기 때문에, 연산 능력은 그만큼 높지 않고, 또한 하드디스크 등의 외부 기억 장치를 갖지 않기 때문에, 측정한 데이터의 장기적인 보존이 곤란하다. 원래 광 디스크 드라이브 장치는 컴퓨터의 외부 기억 장치이므로, 반드시 인터페이스(170)를 통하여 호스트 PC(180)와 접속 가능하다. 따라서, 연산 능력과 측정 데이터의 기억을 위해서 호스트 PC(180)를 사용한다. 작금의 퍼스널 컴퓨터는 충분히 고속인 연산 능력과 충분히 대용량의 하드디스크를 탑재하고 있기 때문에, 엣지 위치의 산출이나 PRML 디코더의 에뮬레이션 처 리 등 간단히 실행 가능하다. 또한, 네트워크를 통하여 복수 대의 호스트 PC간의 데이터를 공유함으로써, 드라이브 장치간의 변동 등의 데이터를 용이하게 처리할 수 있게 되는 장점도 크다.
이상의 실시예에서는, 디지털 데이터 열로서, A/D 변환기(12)의 출력을 직접 이용하는 구성을 나타내었다. 디지털 데이터 열로서 FIR 필터(13)의 출력을 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, 아날로그 등화기(11)에서 처리할 수 없는 고차의 등화가 가능하게 되고, 또한, PLL(30)에 DC적인 위상 어긋남이 있었던 경우에도 FIR 필터(13)를 위상 조정기로서 작용할 수 있기 때문에, 보다 정밀도가 높은 신호 품질 평가가 가능하게 된다. 본 발명의 골자는 외부 메모리에 시계열로 재생 신호 데이터를 보존하는 것으로, 이러한 구성도 본 발명에 포함되는 것은 물론이다.
다음으로, CPU가 행하는 재생 신호의 품질 평가를 하는 해석 소프트웨어의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
도 20은 본 발명의 품질 평가를 행하는 해석 소프트웨어의 내부 구성을 도시하는 블록도이다. 이것은 도 11 및 도 15의 전체 구성에 대응하고, CPU(140) 또는 호스트 PC(180)에서 실시하는 처리의 일례이다. 해석 소프트웨어(210)는 외부 메모리에 보존된 데이터를 처리한다. 해석 소프트웨어(210)의 구성은, 엣지 검출기(70), 패턴 애널라이저(61), 전 지터 미터(63), 마크 스페이스 카운터(64), 패턴 카운터(65), 엣지 시프트 테이블(66), 및 기록 스트래티지 조정 시퀀스부(67)로 이루어진다. 엣지 검출기(70)는 2치화 신호(51)를 입력으로 하여, 데이터 "0"과 "1"의 전환을 검출한다. 패턴 애널라이저(61)에서는, 재생 신호의 마크의 전후 엣지 에 대하여, 선행 스페이스 길이, 마크 길이, 후속 스페이스 길이에 따른 데이터 패턴을 판정한다. 패턴 카운터(65)는 이 결과를 각 패턴마다 계측한다. 전 지터 미터(63)에서는, 수학식 2에 기초하여 전 지터치 σtot를 산출한다. 마크 스페이스 카운터(64)는 마크와 스페이스를 각각의 길이마다 가산하여 개수를 계측하는 카운터이다.
엣지 시프트 테이블(66)에서는, 패턴 애널라이저(61)의 분류 결과에 기초하여, 각 패턴마다 전엣지의 엣지 시프트량 TFSP, 및 지터 σSFP 및 전엣지의 엣지 시프트량 TELP, 및 지터 σELP를 각각 수학식 8, 수학식 9, 수학식 11, 수학식 12에 따라서 산출한다. 상술한 바와 같이, TSFP 및 TELP 대신에 엣지의 흔들림을 포함한 지터치 σS SFP 및 σS ELP를 각각 수학식 10 및 수학식 13에 기초하여 산출하여 이용해도 된다. 기록 스트래티지 조정 시퀀스부(67)에서는, 각 파라미터를 보면서, 기록 펄스의 형상과 파워를 적정화하는 시퀀스 처리를 담당한다. 기본적으로 기록 펄스 형상 및 파워를 적정화하기 위해서는, 기록 펄스 형상 및 기록 파워의 조건을 변화시키면서 특정 패턴(기록 명령 데이터 열이라고 부름. 랜덤 패턴이라도 무방함)을 디스크에 기록하고, 그것을 재생하여 각 엣지 시프트량이 최소로 되는 조건을 찾으면 된다. 기록 스트래티지 조정 시퀀스부에 대해서는 상세 내용을 후술한다.
여기서는, 도시하지 않지만, 기록 펄스의 형상과 파워를 변경하여 기록을 행 하는 것은 기록 단위, 각각의 매체의 포맷에 따라서, 섹터 단위 또는 ECC 블록 단위로 하는 쪽이, 드라이브 장치의 타이밍 제어에 통상의 기록 재생 처리를 사용할 수 있으므로 편리하다. 위의 처리는 기록 단위마다 실시하는 것은 물론이다. 이를 간편하게 실현하기 위해서는, 외부 메모리(200)에 보존하는 데이터를 기록 단위마다 영역 구분하는 등의 방법이 좋다.
기록 펄스의 형상이나 파워를 적정화하는 경우에는, 그것이 정상적으로 동작하도록 보호 기구가 필요하다. 기록 펄스의 형상이나 파워가 적정하게 구해지지 않는 이상 동작을 야기하는 요인의 예로서, 매체 상의 결함, PLL 클럭의 로크 상태의 이상, 기록하여야 할 마크 길이와 기록된 마크 길이가 1T 이상 어긋나는 경우 등이 있다. 최후의 예는 기록 펄스를 크게 변화시킨 경우에, 예를 들면 3T 마크를 기록할혀고 했지만 펄스 폭이 지나치게 넓어 4T 마크가 기록되는 케이스이며, 적정화 시퀀스에 의해서는 빈번히 발생하는 경우가 있다. 이러한 이상 동작을 발생시키지 않기 위해서는, 마크 스페이스 카운터(64)의 값과 패턴 카운터(65)의 값을 모니터하여, 미리 알고 있는 기록 명령 데이터 열에 포함되는 값과 비교함으로써, 이상 상태를 판단할 수 있다. 이러한 보호 기구에 의해서, 기록 펄스 형상 및 파워의 적정화가 비로소 보증된다.
도 21은 본 발명의 품질 평가를 행하는 해석 소프트웨어의 내부 구성을 도시하는 다른 블록도이다. 이것은 도 12 및 도 16의 전체 구성에 대응하고, 엣지 시프트 대신에 엣지 레벨(54)을 이용하여 신호 품질의 평가를 행한다. 엣지 시프트를 취급하는 위의 실시예와 구성상의 차는 없으며, 엣지 시프트 대신에 엣지 레벨 을 이용할 뿐이다. 수식에 대해서도 동일한 것을 사용한다. 이에 의해서, 전 지터 미터(63)에서는 전체의 엣지 레벨의 표준 편차가, 엣지 레벨 지터로서 산출된다. 또한, 엣지 레벨 테이블(66)에서는 각 패턴에 따른 엣지 레벨의 평균치가 산출된다. 기록 펄스 형상 및 파워를 적정화하기 위해서는, 기록 펄스 형상 및 기록 파워의 조건을 변화시키면서 특정 패턴(랜덤 패턴이어도 됨)을 디스크에 기록하고, 그것을 재생하여 각 엣지 레벨의 평균치가 식별점 레벨(통상은 제로)로 되는 조건을 찾으면 된다. 이에 대응하는 기록 스트래티지 조정 시퀀스에 대해서는 상세 내용을 후술한다.
도 22는 본 발명의 품질 평가를 행하는 해석 소프트웨어의 내부 구성을 도시하는 다른 블록도이다. 이것은 도 12 및 도 16의 전체 구성에 대응하고, 엣지 시프트 대신에 엣지 레벨(54)을 이용하여 신호 품질의 평가를 행한다. 도 21과의 차이는 시프트 검출기(71)가 있다는 점이다. 시프트 검출기(71)는 엣지 레벨로부터 엣지 시프트로의 변환을 실시하는 것으로, 엣지 레벨로부터 엣지 시프트로의 변환 계수(엣지 기울기 m의 역수)의 승산 처리를 할 뿐이다. 변환 계수는 표준 재생 신호로부터 미리 구해 둘 수 있다. 본 구성에 의해서 전 지터 미터(63), 및 엣지 시프트 테이블(66)에서는 통상의 지터치 및 평균 엣지 시프트량을 산출할 수 있다.
도 23은 본 발명의 품질 평가를 행하는 해석 소프트웨어의 내부 구성을 도시하는 다른 블록도이다. 이것은 도 13 및 도 17의 전체 구성에 대응하고, 엣지 시프트 대신에 파형(55)을 직접 이용하여 신호 품질의 평가를 행한다. 도 20과의 차이는 시프트 검출기(71)가 있다는 점이다. 시프트 검출기(71)는 도 19에서 설명한 동작에 따라서 엣지를 검출하여 엣지 시프트량을 산출하는 것이다. 본 구성에 의해서, PLL의 위상 검출기의 방식에 상관없이, 일정한 정의로 엣지 시프트 및 지터가 계측 가능하게 된다. 그 밖의 동작은 도 20과 동일하다.
도 24는 본 발명의 품질 평가를 행하는 해석 소프트웨어의 내부 구성을 도시하는 다른 블록도이다. 이것은 도 13 및 도 17의 전체 구성에 대응하고, 엣지 시프트 대신에 파형(55)을 직접 이용하여 신호 품질의 평가를 행한다. 도 23과의 차이는 시프트 검출기(71)의 앞에 FIR 필터(73)가 있다는 점이다. FIR 필터(73)의 목적은 크게 2가지 있다.
(1) NA가 서로 다른 헤드에서 재생한 신호를 표준 NA에 의해 재생한 신호로 변환할 목적.
(2) 재생계에 군 지연 등의 왜곡이 있는 경우에 이것을 수정할 목적.
전술한 예에서는 전자의 목적을 완수하기 위해서 등화기의 부스트량을 미리 교정하는 예를 나타내었다. 여기서는 보다 정밀도를 높이기 위해서 FIR 필터를 이용하고 있다. FIR 필터의 Tap 수를 늘리면 보다 근사 정밀도를 높일 수 있다. 이 실례에 대해서는 후술한다. 후자의 목적은 CAV(Constant Angular Velocity) 기록용의 기록 펄스 형상과 파워의 적정화에 있다. 종래 대부분의 광 디스크에서는 CLV(Constant Linear Velocity) 방식으로 선속도 일정하게 기록하는 일이 많았다. 그러나, CLV 방식 그대로 기록 속도를 높여 가면, 디스크 내주부의 회전 속도가 예를 들면 10,000rpm을 넘어 디스크 매체 자체의 기계적인 강도의 한계에 달하여, 고속화를 할 수 없게 되어 버린다. 그래서, 디스크의 회전 속도를 일정하게 하는 CAV 방식을 채용함으로써, 디스크 외주부에서는 보다 고속으로 기록을 할 수 있도록 하는 것이 일반적으로 되어 왔다. CAV 방식에서는, 디스크의 반경 위치에 의존하여 선속도가 변화하기 때문에, 열 간섭의 량이나 필요한 기록 파워도 반경에 의존하여 변화하기 때문에, 이것에 의존한 기록 펄스의 형상과 파워를 적절하게 선택 할 필요가 있다.
한편, 일반적으로 광전 변환을 하는 IV 앰프에 대하여 생각하면, 재생 대역을 높이면 노이즈가 증가하는 관계에 있기 때문에, 드라이브 장치에 적당한 설계를 하여 IV 앰프의 특성이 선택된다. 광 디스크를 재생할 뿐이라면, 대역 부족 등의 영향으로 다소의 군 지연이 있더라도 드라이브 장치로서 충분한 신뢰성이 있으면 문제는 없다. 그러나, 디스크 매체의 재생 호환을 제1로 생각한 경우에는, 고속 시에 왜곡된 재생계에 대하여 엣지 시프트가 작아지도록 기록 펄스 형상과 파워를 정하는 것은 허용되지 않는다. 따라서, 고속으로 기록 재생하는 드라이브 장치에서는, 다소의 군 지연이 있더라도 호환성에 문제가 발생하지 않는 기록 조건을 정하기 위한 재생 신호의 왜곡 보정 기술이 필요하다. 군 지연과 같은 왜곡은 상술한 바와 같이 등화기의 부스트량의 조정만으로는 보정할 수 없다. 충분히 많은 Tap 수를 갖는 FIR 필터를 이용하면 이것을 실현할 수 있다. 후에 DVD-RAM의 6 내지 16 배속 기록의 실험 데이터를 이용하여, FIR 필터에 의한 재생 신호의 왜곡 보정 기술의 실례를 서술한다.
도 25는 본 발명의 품질 평가를 행하는 해석 소프트웨어의 내부 구성을 도시하는 다른 블록도이다. 이것은 도 13 및 도 17의 전체 구성에 대응하고, 엣지 시 프트 대신에 파형(55)을 직접 이용하여 신호 품질의 평가를 행한다. 도 24와의 차이는 다이렉트 슬라이스 방식의 2치화기(70)가 추가되어 있는 점에 있다. 도 10에서 설명한 DVD-R의 예와 같이, PRML 방식과 다이렉트 슬라이스 방식에서 크게 기록 파워 마진이 다른 경우가 있다. 디스크 매체의 재생 호환을 제1로 생각한 경우에는, 다이렉트 슬라이스로 재생해도 양호한 품질의 기록을 실현할 수 있을 필요가 있다. 전술한 바와 같이, PLL의 위상 검출기가 기본적으로 다이렉트 슬라이스인 점을 이용하여, PRML에 의한 2치화 결과와 유효한 엣지 시프트량이 보존된 위치의 어긋남을 검출해서, 다이렉트 슬라이스와 PRML의 2치화 결과의 차이를 정량화하는 방법이 있다. 외부 메모리(200)에 엣지 시프트량이 보존되는 경우에는 이 방법을 사용하게 된다. 그러나, 일본 특허 공개 2003-6864 공보와 같이, PLL의 위상 검출기가 고도화하면, 반드시 다이렉트 슬라이스의 결과와 엣지 시프트가 계측되는 점이 일치하지 않게 되는 경우가 있을 수 있다. 이에 대응하기 위해서, 본 실시예에서는 다이렉트 슬라이스 방식의 2치화기(70)를 마련하고 있다. 사족으로 되지만, 다이렉트 슬라이스 방식의 2치화는 이하와 같이 실시하면 된다.
(1) 데이터 "1"로 2치화하는 조건 : y[i]>=0
(2) 데이터 "0"으로 2치화하는 조건 : y[i]<0
여기서, "i" 번째로 샘플된 재생 신호를 y[i], 엣지의 식별점을 제로로 하고 있다.
도 26은 본 발명의 품질 평가를 행하는 해석 소프트웨어의 내부 구성을 도시하는 다른 블록도이다. 이것은 도 14 및 도 18의 전체 구성에 대응하고, 외부 메 모리(200) 보존된 파형(55)만을 이용하여 신호 품질의 평가를 행한다. 도 23과의 차이는, 2치화 데이터 열을 파형(55)으로부터 생성하기 위한 2치화기(72)를 구비하는 점에 있다. 2치화기(72)의 구성으로서 다이렉트 슬라이스 방식을 이용하는 경우에는, 위의 실시예와 동일한 처리를 행한다. 한편, PRML 방식의 2치화기를 사용하는 경우에는, PRML 디코더의 에뮬레이터를 내장할 필요가 있다. PRML 디코더 자체의 내부 구성에 대해서는 본 발명의 범위를 넘으므로 설명은 하지 않지만, 드라이브 장치에 탑재되는 PRML 디코더와 동일한 구성으로 하는 것이 바람직하다.
(제2 실시예)
이상에 의해, 본 발명을 실시하는 회로의 구성과 해석 프로그램의 구성에 대하여 설명했다. 여기서는, 이러한 방법을 이용하여, 구체적으로 기록 펄스의 형상과 파워를 적정화하는 방법(기록 방법)에 대하여 설명한다.
기록 펄스의 형상과 파워의 값의 초기치로서는, 디스크 매체 메이커의 추장 파라미터를 이용하는 것이 일반적이다. 이러한 디스크 매체 메이커의 추장 기록 스트래티지의 각 파라미터는 재기입 불가능한 컨트롤 데이터 영역 또는, 어드레스 정보를 기록한 워블 신호 또는 랜드 프리피트 정보의 일부에 기록되어 있다. 여기서는, 처음에 DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW의 3종의 디스크 매체에 대하여, 기록 펄스의 형상의 차이에 대하여 서술한다.
도 27은 DVD-RAM의 컨트롤 데이터에 기록되는 기록 스트래티지 데이터의 내용에 대하여 도시한 것이다. 도면에 도시한 바와 같이, 이미 규격화되어 있는 2 배속, 3 배속, 5 배속 DVD-RAM 매체는, 기록에 있어서 하위 호환성을 유지해 오고 있고, 5 배속 DVD-RAM 매체의 컨트롤 데이터에는 2배속 기록 조건 외에, 3 배속과 5 배속의 기록 조건을 저장하는 영역이 추가되어 있다. 금후 규격화될 것인 6 배속 이상의 DVD-RAM 매체에서도 마찬가지의 확장이 이루어지고, 각각의 기록 속도에 대응한 펄스 형상과 파워의 값, 및 그 조정 수순인 목표 비대칭치나, 기록 임계치 파워와 추장 파워의 비율 등이 기억된다고 생각된다.
도 28은 DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM의 각 매체의 재생 신호를 정리한 것이다. 측정에는 NA0.60의 헤드를 탑재하는 시바소크제 평가 장치 LM330A를 이용했다. 도면의 긴 마크 파형은 10T 마크의 신호를 추출한 것이다. DVD-R 이외의 매체에서는 긴 마크의 재생 신호는 바닥 부분이 평탄한 것으로 되어 있다. 이것, 기록 마크(피트)의 폭이 일정하다는 것을 나타내고 있다. 기록 펄스의 형상과 파워를 적정화하는 경우에는, 이러한 긴 마크의 바닥 부분이 평탄하게 되도록, 즉 기록 마크의 폭이 일정하게 되도록 하는 것이 제1 단계이다. 이렇게 함으로써, 지터치가 좋고, 또한 크로스토크나 크로스 이레이즈를 최소로 하는 기록을 실현할 수 있다. 한편, DVD-R에 대해서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 후속하는 부분에 열 에너지가 투입되면, 신호 진폭이 저하하는 경향이 있다. 도면에 보이는 긴 마크의 재생 신호에 대해서도, 마찬가지의 메카니즘이 기능하고 있다고 생각된다. 이 때문에, 무리하게 긴 마크의 바닥을 평탄하게 하려고 노력해도 제어가 곤란하다. DVD-R 매체에 대해서는, 긴 마크의 바닥의 평탄성에 대하여, 어느 정도 큰 허용치를 마련하여 기록 펄스의 형상과 파워를 조정할 필요가 있다.
도 29 및 도 30은 DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM의 각 매체의 기록 스트래티지를 모식적으로 도시한 것이다. 도 29는 표준 속도 기록 조건을, 도 30은 고속 기록 조건을 각각 나타내고 있다. 각 기록 스트래티지는 각각 매체의 기록 물리에 따라서 적정한 것이 이용되고 있다. 각 매체 고유의 기록 물리에 관해서는, 본 발명의 내용을 초과하기 때문에 상세하게 설명은 하지 않지만, 위의 긴 마크 형상에 관한 고찰과 마찬가지로, 기록 스트래티지를 적정화하는 데에 있어서 몰라서는 안 되는 것이다.
도 31은 본 발명의 기록 스트래티지의 적정화 시퀀스를 도시하는 실시예이다. 이것은 엣지 시프트를 평가치로서 이용하는 도 20, 도 22, 도 23, 도 24, 및 도 26의 해석 소프트웨어에 있어서의 기록 스트래티지 조정 시퀀스부(67)의 동작을 나타내는 것이다. 전체 구성은, (1) 재생 조건 교정 단계, (2) 기록 파라미터 교정 단계, (3) 기록 파워 마진 평가 단계로 이루어진다. (2) 기록 파워미터 교정 단계는 또한, (2.1) 엣지 시프트 조정용의 기록 파워 조정 단계와 (2.2) 기록 펄스 형상 교정 단계로 이루어진다.
이하 각 단계의 설명을 한다.
(1) 재생 조건 교정 단계
도 9에서 설명한 바와 같이, NA가 서로 다른 광 헤드에 대응하기 때문에, 최초로 등화 Boost 량의 교정을 실시하는 처리이다. 구체적으로는 도 7과 같이 표준 디스크를 재생하여, 지터치가 최소로 되는 등화 부스트량을 정하고, 이하의 단계에서는 이 재생 조건을 사용한다.
(2) 기록 파라미터 교정 단계
(2.1) 엣지 시프트 조정용의 기록 파워 조정 단계
DVD-RAM의 컨트롤 데이터에서 설명한 바와 같이, 디스크 매체 메이커가 추장하는 조정 수순에 따라서, 추장 기록 펄스의 형상(펄스 폭과 엣지 위치)을 그대로 이용하여, 주로, NA의 차이에 수반하는 스폿 형상의 차이와 드라이브 장치의 파워 교정의 오차를 흡수하기 위한 파워 교정을 행한다. DVD-RAM에서는 비대칭치, DVD-R에서는 β치(비대칭과 등가인 량)의 지시가 있으므로 이에 따라서, 목표 비대칭(목표 β치)으로 되는 기록 파워치(소거 파워치, 보텀 파워치)를 정한다. 다음 단계에서는 여기서 구한 기록 파워치를 이용한다.
(2.2) 기록 펄스 형상 교정 단계
기록 펄스의 형상 파라미터, 즉 전후 엣지의 제어 파라미터를 각각 변화시키면서, 도 11 또는 도 15의 구성을 사용하고, 도 20의 해석 소프트웨어로 전술한 폭주 보호 조건의 하에서 엣지 시프트량 TSFP(Tsp, Tmk) 및 TELP(Tsp, Tmk)를 평가하여, 이것이 제로에 근접하도록 기록 펄스의 형상 파라미터를 교정한다. 이 때 6T 이상의 긴 마크의 기록 펄스 형상의 파라미터 TSFP(3, 3) 및 TELP(3, 3)는 고정해 둔다.
(3) 기록 파워 마진 평가 단계
교정된 기록 펄스 형상 파라미터를 사용하여, 기록 파워(혹은 소거 파워치 또는 보텀 파워치)를 변화시키면서 전 지터치와 가능하면 ECC 에러율 등을 평가하여, 파워 마진을 구한다. 여기서, 충분한 파워 마진이 얻어지면, 루프를 종료한다. 필요충분한 파워 마진이 얻어지지 않는 경우에는, 기록 펄스의 형상 파라미터 의 초기치 TSFP(3, 3) 및 TELP(3, 3)를 변경하여, 동일한 처리를 반복한다.
도 32는 DVD-RAM을 구체 예로서 기록 펄스 형상 교정 단계의 흐름을 설명하는 모식도이다. DVD-RAM에서는 기록 펄스 파라미터가 전후 엣지 각각에 4x4의 테이블로 정의된다. 엣지 시프트 테이블은 이것과 동일한 4x4 테이블의 엣지 패턴에 대하여, 각각의 엣지 시프트의 평균치를 계측한 것이다. 간단한 시퀀스는 우선 기록 펄스의 형상 파라미터를 변경하여, 광 디스크 매체에 기록을 행하고, 상기 섹터를 재생하여, 대응하는 엣지 시프트의 값을 평가하고, 이것을 최소로 하도록, 기록 펄스의 형상 파라미터를 결정하는 것이다. 이 예에서도 알 수 있듯이, 기록 펄스의 형상 파라미터와 그 평가치인 엣지 시프트 테이블이 일대일로 대응하고 있다는 점에서, 한번에 복수의 기록 펄스 파라미터를 변경하여 기록/재생을 행함으로써, 동시에 복수의 기록 펄스의 형상 파라미터를 병렬로 적정화할 수 있다. 이에 의해, 처리 시간의 단축을 도모할 수 있다.
도 33은 시판의 2 배속 DVD-RAM 매체의 기록 펄스의 형상 파라미터를 결정하기 위한 측정 결과의 일례이다. 여기서는, 전후로 6T 스페이스가 있는 패턴 6개에 대하여, 적정치로부터의 어긋남에 대한 엣지 시프트의 측정치를 정리했다. 이와 같이, 각 엣지 시프트의 값을 제로에 근접하도록, 기록 펄스의 형상 파라미터를 선택함으로써, 적정화를 실시할 수 있다.
도 34는 기록 펄스의 형상을 적정화를 하기 전후에서의 기록 파워 마진의 차이를 도시한다. 위의 적정화 시퀀스에 의해서, 기록 펄스의 형상 파라미터의 4x4 테이블을 모두 결정한 후, 기록 파워와 지터치의 관계를 측정했다. 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 기록 방법에 의해서 지터치를 개선하여 양호한 기록 파워 마진을 얻을 수 있었다.
도 35는 시판의 DVD-R 매체의 2 배속 기록에 대한 기록 펄스의 형상과 파워의 교정 시퀀스의 일례를 도시한다. 도 35(a)에 도시한 바와 같이 (1) 재생 조건 교정 단계에서는, 표준 디스크를 이용하여, 등화 부스트량과 지터치의 관계를 구하고, 등화 부스트량을 2.2dB로 교정한다. 도 35(b)에 (2.2) 시프트 조정용의 기록 파워 조정 단계의 결과를 나타낸다. 랜드 프리피트로부터 판독한 추장 기록 스트래티지의 파라미터를 초기치로 하여, 기록 펄스의 형상은 그대로 하고, 기록 파워를 변화시키면서, β치와 지터치를 측정한 것이다. 이에 따라, 목표 β치 5%가 얻어지는 기록 파워 Padj를 구한다. 도 35(c)는 기록 펄스의 형상 파라미터를 교정한 후에 재차 기록 파워와 지터치의 관계를 측정한 결과이다. 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 기록 방법에 의해서, 기록 펄스의 형상 파라미터를 적정화함으로써, 지터치가 8.4%로부터 6.2%로 개선되었다.
도 36은 긴 마크를 기록하는 펄스 형상 파라미터를 적정화하기 위한 시퀀스의 일례이다. 예를 들면, 도 30의 시퀀스에 있어서 충분한 파워 마진이 얻어지지 않는 경우에, 기록 펄스의 형상 파라미터의 초기치 TSFP(3, 3) 및 TELP(3, 3)를 변경하는 경우 등에 이용하는 처리 시퀀스이다. 이하 이들을 기록 펄스 형상의 기본 파라미터라고 부른다. 전체 구성은, (1) 기록 펄스의 형상 및 파워의 초기치 설정 단계, (2) 조정용의 기록 파워 조정 단계, (3) 기록 펄스 형상의 기본 파라미터의 교정 단계로 이루어진다. 이하 각 단계의 설명을 한다.
(1) 기록 펄스의 형상 및 파워의 초기치 설정 단계
예를 들면, 컨트롤 데이터로부터 판독한, 매체 메이커가 추장하는 기록 펄스의 형상과 파워를 초기치로서 설정한다.
(2) 조정용의 기록 파워 조정 단계
도 31의 (2.2) 기록 펄스 형상 교정 단계와 동일한 처리에 의해, 조정용의 기록 파워를 구한다.
(3) 기록 펄스 형상의 기본 파라미터의 교정 단계
긴 마크의 파형을 추출하여 그 평탄성을 측정하고, 전후의 비대칭성이 허용 범위로 되도록 기록 펄스의 형상을 교정한다. 구체적으로는 도 28 및 도 29에서 설명한 기록 펄스의 형상인 경우, 멀티 펄스의 듀티 또는 멀티 펄스에 상당하는 중간 파워 레벨(도면에서 Pm)의 값을 변화시키면서, 긴 마크의 전후의 비대칭성을 측정하고, 이것이 허용 범위로 되도록, 기록 펄스 형상의 기본 파라미터를 정하면 된다.
도 37은 기록 펄스 형상의 기본 파라미터에 대한 기록 감도의 변화를 DVD-R에 대하여 측정한 결과이다. 드라이브 장치의 신뢰성을 정하는 요소로서, 기록 파워 마진이 큰 지표이다. 동시에 조사하는 레이저 파워의 정격치가 기록 매체의 감도에 대하여 충분히 크지 않은 케이스가 있다. 될 수 있는 한 저비용으로, 고성능인 드라이브 장치를 개발하고자 하면, 이러한 문제는 빈번하게 발생한다. 이러한 경우, 정격 기록 파워 이하에서 기록할 수 있도록 기록 펄스의 형상을 변경하는 것이 유효하다. 도면의 예에서는, 시판의 DVD-R 매체에 2 배속으로 기록하는 경우의 실례이다. 매체 메이커의 추장 펄스(선두 펄스 폭 1.625T)를 그대로 사용하면 정격 파워 18.5mW에 대하여 여유가 적어진다. 한편, 선두 펄스 폭을 2.625T까지 넓혀, 긴 마크의 형상이 평탄하게 근접하도록 멀티 펄스의 듀티를 링크시켜 넓힌 기록 펄스를 사용하면, 약 20% 낮은 기록 파워로도 마찬가지의 기록 지터치가 얻어지고, 정격 출력에 대한 마진도 충분히 확보할 수 있게 된다. 이러한 경우에도 기록 펄스 형상의 기본 파라미터를 변경하는 것이 유효하다.
도 38은 본 발명의 기록 스트래티지의 적정화 시퀀스를 도시하는 다른 실시예이다. 이것은 도 21의 해석 소프트웨어에 있어서의 기록 스트래티지 조정 시퀀스부(67)의 동작을 나타내는 것으로, 엣지 시프트 대신에 엣지 레벨을 이용함과 함께, 파워 마진의 측정 후에 기록 펄스의 기본 파라미터가 변경되는 재시도 루프를 생략하여 간략화한 것이다. 전체 구성은, (1) 재생 조건 교정 단계, (2) 기록 파라미터 교정 단계, (3) 기록 파워 마진 평가 단계로 이루어진다. (2) 기록 파워미터 교정 단계는 또한, (2.1) 엣지 시프트 조정용의 기록 파워 조정 단계와 (2.2) 기록 펄스 형상 교정 단계로 이루어진다. 각 단계의 상세 내용은 도 31과 공통이다.
도 39는 엣지 레벨을 이용하여, 기록 펄스의 형상을 적정화한 경우의 예를 도시한다. 도 33에 도시한 엣지 시프트의 경우, 기록 펄스의 전후 엣지 위치를 바꾸면 동일한 부호에서 엣지 시프트가 관측된다. 한편, 엣지 레벨을 측정하면, 후엣지의 평가 지표의 기울기가 반대로 된다. 엣지 레벨과 엣지 시프트의 관계를 생각하면, 간단히 이해할 수 있는 문제이지만, 처리 소프트웨어를 개발하는 데에 있 어서 유의하여야 할 점이기 때문에, 굳이 도면에서 설명했다.
도 40은 본 발명의 기록 스트래티지의 적정화 시퀀스를 도시하는 다른 실시예이다. 이것은 도 25의 해석 소프트웨어에 있어서의 기록 스트래티지 조정 시퀀스부(67)의 동작을 나타내는 것이다. NA의 차이나 군 지연의 보정을 위해서 FIR 필터를 사용하는 경우의 실시예이다. 전체 구성은 (1) 재생 조건 교정 단계, (2) 기록 파라미터 교정 단계, (3) 기록 파워 마진 평가 단계로 이루어진다. 도 31과의 차이는 (1) 재생 조건 교정 단계에 있다. 여기서는, 표준 디스크를 이용하여, 간이적으로 등화 부스트량을 정한 것만으로는 대응할 수 없는 군 지연과 같은 재생 왜곡을 보정하기 위해서 FIR 필터를 이용한다. FIR 필터의 각 Tap 계수의 결정 방법에는, PRML 디코더용의 적응 등화 기술을 응용하여, LSE(Least Square Error)법을 사용할 수 있다. 상세에 대해서는 후술하는 것으로 하고, 먼저 그 효과의 DVD-RAM의 실례를 이용하여 설명한다.
도 41은 DVD-RAM 디스크를 NA0.60과 NA0.65의 평가 장치에서 재생하여, 등화 부스트량과 지터의 관계를 측정한 결과이다. 여기서는, 시판의 2 배속 DVD-RAM 디스크를 이용하고, 기록 조건은 NA0.60의 장치에서 지터치가 최소로 되도록 조정했다. 재생한 트랙은 첫 회 기록의 트랙에서, 크로스토크가 없는 상태이다. NA0.60의 장치에서는, DVD-RAM의 규격 부스트치 5.5dB에서 지터치가 최소로 된다. 한편, NA0.65의 장치에서는, 등화 부스트량이 4.0dB에서 지터치가 최소로 된다. 도 31의 시퀀스에 따르면 등화 부스트량 4.0dB에서 기록 펄스의 형상과 파워를 적정화하게 된다.
도 42는 DVD-RAM 디스크를 표준 등화 부스트 조건으로 NA0.60과 NA0.65의 장치에서 재생하고, 각 패턴의 시프트량을 측정하여 비교한 것이다. NA0.60의 장치의 재생 신호는 지터치 5.2%, 분해능 37%였다. 동일한 섹터를 NA0.65의 장치에서 재생하면, 지터치 6.0%, 분해능 61%로 되었다. 재생 신호의 차이는 NA의 차이에 의해 광 스폿의 형상이 상이한 것에 기인하고 있다. 어느 쪽도 지터치가 양호하기 때문에, ECC 에러(PI 에러)는 어느 쪽도 제로이고, 신호의 재생에 대해서는 문제가 없다. 도면에는 전후 엣지의 4x4 패턴에 대한 엣지 시프트의 측정치를 표로서 나타내고 있다. NA0.60인 장치의 경우, 이것으로 기록 조건 조정을 했기 때문에, 각 엣지 시프트가 5%/Tw 이하이다. 한편, NA0.65의 장치에서 재생하면 엣지 시프트의 최대치가 8%로 증가한다. 도면의 해칭은 양자의 엣지 시프트의 차가 5%/Tw 이상으로 된 엣지를 나타내고 있다. 여기서, 문제는 NA0.65의 장치에서 등화 부스트치 5.5dB 그대로에서 기록 펄스의 형상과 파워를 조정을 하면 재생 호환에 문제가 발생하는 것은 이미 서술했다.
도 43은 동일한 DVD-RAM 디스크를 NA0.65의 장치의 등화 부스트량 4.0dB의 조건으로 재생한 경우의 결과이다. NA0.65의 장치에서도 지터치가 5.1%로 되고, 엣지 시프트의 량은 5%/Tw 이하로 되었다. 따라서, 이 재생 조건으로 가기입을 실시하여, 엣지 시프트량이 최소로 되도록 기록 조건을 설정해도, 표준의 NA0.60의 장치에서 재생한 경우의 지터치의 증가는 허용 범위로 할 수 있다. 그러나, 양자의 등화 후의 분해능(3T 신호 진폭/11T 신호 진폭)은 NA0.60의 장치가 37%로 NA0.65의 장치가 52%로 크게 상이하고, 재생 신호를 엣지뿐만 아니라, 시간적인 천 이를 이용하여 2치화하는 PRML 방식에서는 2치화 결과에 차이가 생길 가능성이 있다.
도 44는 동일한 DVD-RAM 디스크를 NA0.65의 장치의 등화 부스트량 5.5dB로 하여, FIR 필터를 이용하여 재생 보정한 경우의 결과이다. 여기서는 도 25에 도시한 FIR 필터(73)에 NA의 차이의 보정 기능을 갖게 하도록 하고 있다. FIR 필터(73)의 탭 수는 15로 하고, LSE법을 이용하여 탭 계수를 정했다. NA0.65의 장치에서 재생한 4x4의 각 패턴의 엣지 시프트는, 등화 부스트량만을 조정한 도 43의 결과보다도 제로에 근접하여 개선되어 있고, 또한 등화 후의 신호의 분해능도 NA0.60의 표준 장치에서 재생한 결과와 오차 범위에서 동일한 값이 얻어지게 되었다.
도 45는 재생 보정용의 FIR 필터의 Tap 계수를 설정하는 처리 방법을 도시한다. PRML 디코더는 재생 신호 전체를 기준 신호와 비교하여, 가장 가까운 기준 신호를 생성하는 디지털 비트 열로 디코드하는 것이며, 일반 LSE법에 의한 적응 등화는 재생 신호 전체와 기준 신호 전체의 제곱 오차가 최소로 되도록, 최소제곱법의 개념에 기초하여 각 탭 계수를 순차 갱신하는 것이다. 이것은, 엣지 위치에만 주목하는 다이렉트 슬라이스 방식의 2치화와는 다른 특성이기 때문에, LSE법을 그대로 사용하여 FIR 필터(73)의 탭 계수를 정하면 안 된다. 여기서는 종래의 LSE법을 개량하여, 엣지의 레벨에만 주목하여 탭 계수의 갱신을 하는 방법을 이용했다. 방법 자체는 도면에 도시한 바와 같이, LSE법의 학습 루프에 엣지 검출 기능을 갖게 한 간소한 구성이며, 용이하게 이해할 수 있을 것이므로, 여기서는 동작의 상세에 대하여 설명은 하지 않는다.
그런데, 여기서 문제로 되는 것이 목표로 하는 PR 클래스이다. PRML 디코더는 재생 신호의 임펄스 레스펀스의 근사인 PR 클래스의 중복 대조에 의해서, 기준 신호를 생성한다. 통상은 충분히 작은 에러율로 재생이 가능한 PR 클래스를 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, DVD-RAM을 포함하는 DVD 및 CD의 경우에는, 클래스 비트 수 4의 PR(3, 4, 4, 3)이 사용되는 경우가 많다. 클래스 비트 수를 증가시키면 재생 신호와의 오차는 작아지지만, 회로 규모가 클래스 비트 수의 제곱에 대략 비례하여 증대하기 때문에 바람직하지 못하다. 여기서는, 재생 호환을 보증하는 것을 제1 목적으로 하기 때문에 보다 고정밀도의 근사가 필요하게 된다. 몇 가지 방법을 실시한 결과, 실제로 기준으로 되는 NA0.60의 장치에서, 기준 등화 조건(DVD-RAM에서는 부스트량 5.5dB)으로 등화한 재생 신호로부터, 임펄스 레스펀스를 직접 근사하는 방법이 좋다는 것을 알았다. 이 이외에, 예를 들면, 스콜라 회절 계산에 기초하여 실시하는 것도 가능하다.
실제로는 클래스 비트 수 6의 PR(1.0, 2.8, 3.8, 3.8, 2.8, 1.0)을 이용하여 목표 신호를 생성했다. 이에 의해, NA0.60의 장치의 재생 신호를 근사할 수 있다. NA0.65의 장치용의 탭 계수를 결정하는 데에 있어서는, 아날로그 등화기로서 DVD-RAM의 표준 등화기를 사용하고, 위의 클래스와 엣지부에만 주목하는 LSE법을 이용했다. DVD-RAM 이외의 디스크 매체에 대해서도, 표준 디스크를 재생하고, 그 재생 파형으로부터 임펄스 레스펀스를 근사하여 정함으로써, 마찬가지의 방법을 적응할 수 있다.
도 46은 LSE법에 의해 구한 FIR 필터의 주파수 특성을 도시하고 있다. 도 46(a)은 DVD-RAM 2 배속의 표준의 등화 특성을 나타낸 것이며, 3 탭의 FIR 필터와 6차의 베셀(Bessel) 필터로 구성시킨다. 도 46(b)은 개구 수 0.65의 장치에서의 학습 결과를 나타내고 있다. 3T 신호의 반복 패턴의 주파수 약 10MHz에 있고, FIR 필터는 15 MHz 이하의 신호의 게인을 낮추는 저역 통과 필터의 특성을 나타내고 있다. 이것은 개구 수의 차이에 의한 분해능의 증가를 보정하도록 작용하고 있는 것을 알 수 있다. 약 20MHz에서 보이는 게인 피크는 재생 신호의 특성에는 특별히 기여하고 있지 않다.
도 47은 엣지 시프트의 허용치를 구한 결과를 나타내고 있다. 도 42에 있어서, NA의 차이에 의한 엣지 시프트량의 차는 3T 마크와 3T 스페이스를 포함하는 패턴으로 크게 되어 있고, 광 스폿의 크기의 차이를 반영한 것으로 되어 있다. 단, 3T 마크-3T 스페이스 패턴에서는 엣지 시프트의 차가 작다. 이것은 3T-3T 반복 신호는 정현파 형상이기 때문에, 진폭은 변화하지만, 스폿 사이즈가 변하더라도 엣지 위치가 변하지 않는 것에 의존하고 있다. 그래서, 도 46(a)에 도시한 바와 같이, 전후 엣지의 패턴에서, 해칭한 개소만의 엣지를 시프트시켜 실험과 계산을 비교했다. 도면의 "+", "-"는 시프트의 방향을 나타내고 있고, 광 스폿의 크기가 작아져 분해능이 변화한 경우의 엣지 시프트의 방향을 나타내고 있다. 기록하는 데이터 패턴은 DVD-RAM 규격에 따른 8-16 변조의 신호이고, 시프트시키는 엣지의 빈도는 각각 21%(R+, R-), 시프트량을 각각 Δ+, Δ-(금회는 Δσ+=Δσ-), 각 엣지의 평균적인 흔들림의 지터치를 σ0으로 하면, 복합 가우스 분포의 합성 지터 σtot는
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로 나타낼 수 있다.
도 47(b)은 위의 조건에 따라서, 기록 펄스 조건을 바꾸어 엣지 시프트를 발생시켜 비트 에러율과의 관계를 조사한 실험 결과이다. 여기서는, DVD-RAM의 통상의 동작 조건을 상정하여, 연속하는 5 트랙에 각각 오버라이트를 10회 실시하여 중앙의 트랙의 신호를 평가했다. 최소 지터치는 8.4%였다. 도면에 도시한 바와 같이, 엣지 시프트가 10% 이상으로 되면, 비트 에러율이 증가하는 것을 알 수 있다.
도 47(c)은 동일한 실험에 있어서, 엣지 시프트와 지터를 측정한 결과이다. 도면에는 수학식 14에 의해 산출한 지터치의 계산치가 부기되어 있다. 실측 결과와 계산 결과의 사이에는 비교적 양호한 일치가 보인다. 지터치를 규격치의 9% 이하로 유지하기 위한 엣지 시프트의 허용치는 5%/Tw임을 알았다. 도 43과 도 44의 결과로부터 NA0.65의 장치와 NA0.60의 장치의 엣지 시프트량의 차는 어느 것이나 5%/Tw 이내이고, 이 기준을 만족한다.
이상, 시판의 DVD-RAM 매체를 2 배속으로 기록/재생한 결과를 나타내었다. 다음으로, 개발중의 DVD-RAM 16 배속의 매체 및 기록 스트래티지에 대하여, FIR 필터(73)에 의한 군 지연 보정의 효과에 대하여 설명한다.
도 48은 NA0.60의 평가 장치를 이용하여, 2 배속으로 기록한 트랙을 2-16 배속의 범위에서 재생하여 지터치를 측정한 결과이다. 광 디스크 장치 및 매체의 고성능화에 수반하여, 기록/재생 속도가 고속화하지만, 반복 서술한 바와 같이, 기록 펄스 형상 및 파워의 적정화에 있어서는, 재생 호환을 보증하는 것이 중요하다. 한편, 동일한 트랙을 고속으로 재생하면, (1) 앰프 노이즈 및 레이저 노이즈의 영향의 증대에 수반하여 S/N비가 저하, (2) I-V 앰프의 대역 특성에 따른 군 지연의 상대적인 증가, 등에 수반하여 지터치가 증대한다. 이 중, (1)에 대해서는 PRML 기술을 도입하여 저하한 S/N비 분을 어느 정도 회복하는 것이 가능하다. 한편 (2)에 대해서는 재생 호환의 관점에서 문제인 것은 전술한 그대로이고, 특히 DVD에서 8 배속을 초과하는 기록을 실현하기 위해서는, 적어도 일부에 CAV 방식의 회전 제어를 도입할 필요가 있기 때문에, 넓은 선속도의 범위에 있어서, 양호한 기록이 실현 가능한 기록 펄스 형상과 파워의 설정을 할 필요가 있기 때문에, 문제가 심각해진다. 도면에는 DVD-RAM의 표준 등화 조건에서 재생한 경우와, FIR 필터에 의해서 주로 군 지연을 보정한 경우의 2개의 결과를 나타내었다.
DVD-RAM의 표준 등화 조건은 2 배속으로 규정되어 있기 때문에, 여기서는, 등화 부스트량을 일정하게 하고, 주파수 특성이 재생 속도에 비례하여 변화하도록 하면서 측정을 하였다. 표준 등화 조건의 경우에는, 2 배속으로 약 5%인 지터치가, 16 배속으로 재생하면 12%를 초과한다. 한편, FIR 필터에 의해서 재생 보정한 경우에는, 16 배속으로 재생해도 지터치는 6% 이하로 할 수 있다. 여기서 이용한 FIR 필터에 의한 재생 보정은, 위에서 NA0.65의 장치에서 재생한 신호를 NA0.60의 장치 재생 신호를 목표로 하고, 엣지에 주목하여 적응적으로 등화 학습한 경우와 동일한 기술을 사용하고 있다. 구체적으로는, 표준으로 되는 2 배속의 재생 신호로부터 PR 클래스를 생성하여 기준 신호로 하고, 각 재생 속도에 있어서 재생 신호 와 기준 신호의 오차가 최소로 되도록 FIR 필터의 각 탭 계수를 구했다.
여기서, I-V 앰프의 주파수 특성과 노이즈에 대하여 정성(定性)적인 설명을 덧붙인다. I-V 앰프의 대역은 게인이 3dB 저하하는 조건으로 정의된다. 예를 들면 DVD-RAM의 경우, 16 배속으로 재생하면, 최소 런랭스(3T)의 반복 신호의 주파수가 약 80MHz로 된다. 이 신호를 양호하게 재생하기 위해서는, 적어도 80MHz의 2배의 대역을 가진 I-V 앰프가 필요하게 된다. I-V 앰프의 성능은 광 검출기와 변환 저항치와 IC 프로세스에 의해서 변한다. 일반적으로는, 트랜지스터나 오피 앰프의 성능 지표와 마찬가지로, 대역과 게인(노이즈의 역수라고 생각하여도 됨)의 곱이 거의 일정해진다고 하는 제한 조건이 부과된다. 따라서, 광대역의 I-V 앰프를 사용하면, 앰프의 노이즈가 증가한다고 하는 관계에 있다. 광 디스크 장치에 이용하는 헤드용의 I-V 앰프는, 이러한 제한 조건하에서, 장치 성능이 최대로 되는 설계와 선택이 행하여진다.
이러한 케이스에 있어서, 위의 예에 서술한 160MHz의 재생 대역을 확보하면, 노이즈가 증가하기 때문에, 대역을 120MHz 정도로 제한한 것을 이용하는 것이 양호한 장치 성능을 얻기 위해서 필요하게 된다. 여기서, 실험에 이용한 장치의 대역은 110MHz이다. 통상의 데이터 재생의 경우에 이러한 특성이 문제로 되지 않도록 고려되지만, 기록 펄스 형상 및 파워의 적정화를 위해서, 재생 호환을 보증하는 성능의 I-V 앰프를 사용하는 것은, 결과적으로 노이즈를 증가시키거나, 장치 비용의 증가를 초래하기 때문에 바람직하지 않다. 여기에 도시한 바와 같이, 본 발명의 재생 보정 기술을 사용하면, 소프트웨어 처리에 의해서 실현하므로, 장치 비용의 증가는 없고, 재생 호환을 보증하는 것이 가능해진다. 이것은 본 발명의 최대의 효과의 하나이다.
도 49는 16 배속에 있어서의 재생 보정용의 FIR 필터의 탭 수와 지터치의 관계를 계측한 실험 결과이다. 각 탭 계수를 구하는 방법은 전술한 대로이다. 도면에 도시한 바와 같이, 탭 수가 5 이상으로 되면, 지터치가 현저히 감소하기 시작하여, 탭 수가 9 이상에서, 거의 포화하는 특성으로 되는 것을 알았다. 여기서는, 충분히 여유를 두어, 탭 수를 15로 했다.
도 50은 재생 보정용의 FIR 필터의 주파수 특성을 나타낸 것이다. 여기서는, 일례로서, 2, 4, 8, 16 배속에 있어서의 FIR 필터의 주파수 특성을 나타내었다. FIR 필터는 채널 클럭에 동기하여 동작하므로, 횡축의 주파수는 채널 클럭에 의해 규격화되어 있다. 최소 런랭스(3T)의 반복 신호의 주파수는 0.167이다. 2 배속은 기록/재생이 기준으로 되기 때문에, FIR 필터는 재생 신호를 그대로 통과시키는 특성이다. 이 때 구체적으로는, 센터 탭의 계수만을 "1"로 하고, 그 밖의 계수를 "0"으로 하면 되는 것은 이미 서술했다. 각 속도에 의해서 FIR 필터의 주파수 특성은 서로 다르다. 주파수 0.167 이하에서의 특성의 차이는, 주로 군 지연을 보정하기 때문이고, 주파수 0.25 부근에 보이는 게인의 극소치는, 저역 통과 필터의 효과를 갖고, S/N비를 향상시키는 효과가 있다.
도 51은 재생 보정용의 FIR 필터에 의한 군 지연의 억압 효과를 나타낸 실험 결과이다. 도 51(a)은 표준 등화 조건에 있어서의 결과이다. 종축의 엣지 시프트는 전술한 4x4의 각 패턴에 있어서의 엣지 시프트의 측정 결과를, 3T, 4T, 5T, 6T 의 각 마크 길이로 평균화한 것이다. 2 배속을 기준으로 하면, 16 배속에서는, 3T가 약 -10%, 6T가 약 +7%, 각각 시프트하는 것을 알 수 있다. 이것은 전에 설명한 기록/재생 호환을 위한 조건 5% 이하를 만족하지 않는다. 한편, FIR 필터에 의해서, 재생 보정을 한 경우에는, 도 51(b)에 도시하는 바와 같이, 2-16 배속의 범위에서 엣지 시프트량이 거의 일정하고, 재생 호환을 위한 조건 5% 이하를 만족하고 있다.
도 52는 재생 보정을 실시한 경우와 실시하지 않는 경우에서의 각 속도에서의 아이 패턴과 지터치를 정리한 것이다. 특히 16 배속에 있어서, 신호 품질의 개선 효과가 현저함을 알 수 있다.
도 53은 각 속도에 있어서 재생 보정용의 FIR 필터의 탭 계수를 정리한 것이다. 여기서는, DC 게인을 1로 하도록 규격화하여 나타내었다.
도 54는 6 배속과 16 배속에 있어서 지터치와 비트 에러율을 측정한 결과이다. 비트 에러율의 측정에는 PR(3, 4, 4, 3) ML을 사용했다. 오버라이트 10회 후에서도, 10-6 이하의 양호한 비트 에러율이 얻어졌다.
(제3 실시예)
도 55는 본 발명의 광 디스크 장치의 구성을 나타내는 실시예이다. 광 디스크 매체(100)는 모터(160)에 의해 회전된다. 재생 시에는 CPU(140)에 의해서 지령된 광 강도로 되도록 레이저 파워/펄스 제어기(120)가 광 헤드(110) 내의 반도체 레이저(112)에 흘리는 전류를 제어하여 레이저 광(114)을 발생시킨다. 레이저 광 (114)은 대물 렌즈(111)에 의해서 집광되어 광 스폿(101)을 광 디스크 매체(100) 상에 형성한다. 이 광 스폿(101)으로부터의 반사광(115)은 대물 렌즈(111)를 통하여, 광 검출기(113)에서 검출된다. 광 검출기는 복수로 분할된 광 검출 소자로 구성되어 있다. 재생 신호 처리 회로(130)는 광 헤드(110)에서 검출된 신호를 이용하여, 광 디스크 매체(100) 상에 기록된 정보를 재생한다. 기록 시에는, 레이저 파워/펄스 제어기(120)는, 소정의 기록 데이터를 소정의 기록 펄스 전류로 변환하여, 펄스 광이 반도체 레이저(112)로부터 출사되도록 제어한다. 도 1 및 도 11 등에 도시한 본 발명의 회로 구성은, 도면의 재생 신호 처리 회로(130)에 내장되어 있고, 그 결과는 외부 메모리(200)에 보존된다. 또한, 재생 신호 품질의 평가 및 기록 펄스 형상과 파워의 적정화 시퀀스는 CPU(140) 또는 호스트 PC(180) 내에서 프로그램으로서 실행된다. 이러한 구성에 의해서, 본 발명의 기록 방법을 실현하는 광 디스크 장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 대용량 광 디스크 장치에 이용된다.
본 발명이 제공하는 기록 방법 및 광 디스크 장치를 이용함으로써, PRML 방식을 도입한 기록형 광 디스크 장치에 있어서, 최소한의 회로의 부가에 의해서, 기록 펄스 조건(기록 스트래티지)의 적정화에 요하는 작업을 효율화하는 것과, 동시에 드라이브 장치간의 재생 호환성을 확보하는 것이 가능하게 되었다. 효과를 정리하면 다음의 2가지이다.
(1) 각 광 디스크 매체에의 기록 펄스 형상과 파워의 조건을 간소한 구성의 회로를 이용하여 단시간에 적정화할 수 있게 되었다.
(2) PRML 클래스나 헤드의 NA의 차이를 고려하여 기록 펄스 형상과 파워의 조건을 적정화함으로써, 재생 호환 성능이 손상되지 않도록 할 수 있었다.

Claims (8)

  1. 광 디스크 매체에 레이저 펄스를 조사하여 정보를 기록 또는/및 재생하는 광 디스크 장치에 있어서,
    상기 광 디스크 매체에 기록된 데이터 패턴을 재생하여 재생 신호를 얻는 수단과,
    상기 재생 신호로부터 2치화 데이터 신호를 출력하는 비터비 복합기와,
    상기 재생 신호에 기초하여, 엣지 정보를 출력하는 회로와,
    (1) 상기 2치화 데이터 신호와 상기 엣지 정보인 엣지 시프트량, (2) 상기 2치화 데이터 신호와 상기 엣지 정보인 엣지 레벨, (3) 상기 2치화 데이터 신호와 상기 재생 신호의 파형, (4) 상기 재생 신호의 파형 중 어느 하나를, 시계열로 기억하는 메모리와,
    상기 메모리에 기억된 정보에 기초하여, 상기 레이저 펄스의 기록 조건을 조정하는 조정 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메모리에 기억된 정보에 기초하여, 재생 신호 품질을 평가하고, 상기 기록 건의 적정화를 행하는 연산 회로를 더 갖는 광 디스크 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연산 회로는, 인터페이스를 통하여 또한 호스트 컴퓨터와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (2)에 있어서, 또한, 상기 2치화 데이터 신호로부터 엣지부를 검출하는 엣지 검출기를 갖고, 상기 엣지 검출기를 이용하여 상기 재생 신호로부터 엣지부를 추출한 것을, 상기 엣지 레벨로서 상기 메모리에 기억하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (4)에 있어서, 상기 메모리로부터 상기 기록 신호의 파형을 판독하여 엣지 시프트를 산출하고, 또한 상기 비터비 복합기의 PRML 디코더에 기초하여 2치화 데이터를 산출하여, 상기 기록 조건의 적정화를 행하는 연산 회로를 갖는 광 디스크 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기록 조건은 기록 펄스 형상 및 기록 파워인 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  7. 광 디스크 매체에 레이저 펄스를 조사하여 정보를 기록하는 기록 방법에 있어서,
    상기 레이저 펄스의 파워 및 펄스 형상을 변화시키는 과정,
    상기 레이저 펄스를 상기 광 디스크 매체의 트랙 상에 조사하여 소정의 데이터 패턴을 기록하는 과정,
    상기 데이터 패턴을 재생하여 재생 신호를 얻는 과정,
    상기 재생 신호를 A/D 변환기를 이용하여, 클럭마다 재생 신호 비트 스트림으로 변환하는 과정,
    상기 재생 신호 비트 스트림을 FIR 필터를 이용하여 등화 처리하는 과정,
    상기 재생 신호 비트 스트림, 혹은 등화 처리된 재생 신호 비트 스트림의 엣지부와 상기 클럭의 위상차에 상당하는 정보를 검출하고, 이것이 제로에 근접하도록 상기 클럭의 주파수를 추종시키는 PLL 기능을 실시하는 과정,
    상기 등화 처리된 재생 신호 비트 스트림을 비터비 복호기로 2치화하여 2치화 데이터 스트림을 얻는 과정,
    이하의 4개의 평가 데이터 스트림, 즉
    (1) 상기 2치화 데이터 스트림과, 상기 엣지부와 상기 클럭의 위상차에 상당하는 정보로 이루어지는 제1 평가 데이터 스트림,
    (2) 상기 2치화 데이터 스트림과, 상기 재생 신호 비트 스트림 또는 등화 처리된 재생 신호 비트 스트림의 엣지부의 값만을 추출한 스트림으로 이루어지는 제2 평가 데이터 스트림,
    (3) 상기 2치화 데이터 스트림과, 상기 재생 신호 비트 스트림 또는 등화 처리된 재생 신호 비트 스트림으로 이루어지는 제3 평가 데이터 스트림,
    (4) 상기 재생 신호 비트 스트림 또는 등화 처리된 재생 신호 비트 스트림만으로 이루어지는 제4 평가 데이터 스트림,
    중 어느 하나를, 메모리 수단에 시계열로 보존하는 과정,
    상기 메모리 수단에 시계열로 보존된 평가 데이터 스트림에 기초하여, 상기 레이저 펄스의 파워 및 펄스 형상을 평가하고, 적정화하는 과정
    으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기록 방법.
  8. 광 디스크 매체에 레이저 펄스를 조사하여 정보를 기록 또는/및 재생하는 광 디스크 장치에 있어서,
    상기 레이저 펄스의 파워 및 펄스 형상을 변화시키는 수단,
    상기 레이저 펄스를 상기 광 디스크 매체의 트랙 상에 조사하여 소정의 데이터 패턴을 기록하는 수단,
    상기 데이터 패턴을 재생하여 재생 신호를 얻는 수단,
    상기 재생 신호를 A/D 변환기를 이용하여, 클럭마다 재생 신호 비트 스트림으로 변환하는 수단,
    상기 재생 신호 비트 스트림을 FIR 필터를 이용하여 등화 처리하는 회로,
    상기 재생 신호 비트 스트림, 혹은 등화 처리된 재생 신호 비트 스트림의 엣지부와 상기 클럭의 위상차에 상당하는 정보를 검출하고, 이것이 제로에 근접하도 록 상기 클럭의 주파수를 추종시키는 PLL 회로,
    상기 등화 처리된 재생 신호 비트 스트림을 비터비 복호기로 2치화하여 2치화 데이터 스트림을 얻는 수단,
    이하의 4개의 평가 데이터 스트림, 즉
    (1) 상기 2치화 데이터 스트림과, 상기 엣지부와 상기 클럭의 위상차에 상당하는 정보로 이루어지는 제1 평가 데이터 스트림,
    (2) 상기 2치화 데이터 스트림과, 상기 재생 신호 비트 스트림 또는 등화 처리된 재생 신호 비트 스트림의 엣지부의 값만을 추출한 스트림으로 이루어지는 제2 평가 데이터 스트림,
    (3) 상기 2치화 데이터 스트림과, 상기 재생 신호 비트 스트림 또는 등화 처리된 재생 신호 비트 스트림으로 이루어지는 제3 평가 데이터 스트림,
    (4) 상기 재생 신호 비트 스트림 또는 등화 처리된 재생 신호 비트 스트림만으로 이루어지는 제4 평가 데이터 스트림,
    중 어느 하나를, 시계열로 보존하는 메모리 수단
    을 구비하고,
    상기 메모리 수단에 시계열로 보존된 평가 데이터 스트림에 기초하여, 상기 레이저 펄스의 파워 및 펄스 형상을 평가하고, 적정화하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
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