WO2007029430A1 - 光学情報再生方法、光学情報再生装置及び光学情報記録媒体 - Google Patents

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asymmetry
laser beam
intensity
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Kazuhiko Aoki
Takeharu Shibatoko
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Nec Corporation
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    • G11B7/126—Circuits, methods or arrangements for laser control or stabilisation
    • G11B7/1267—Power calibration

Definitions

  • the present invention relates to an optical information reproducing method, an optical information reproducing apparatus, and an optical information recording medium for reproducing information using laser light, and in particular, an optical information reproducing method and optical information for controlling laser light intensity during reproduction.
  • the present invention relates to a reproducing apparatus and an optical information recording medium.
  • An optical disc is an example of an optical information recording medium that reproduces information using laser light.
  • Optical discs have a large capacity and are widely used as media for distributing and storing images, music, and computer information.
  • the capacity of an optical disc is determined by the size of a mark to be recorded, and can be increased as the recording mark is smaller.
  • the size of the recording mark basically depends on the condensing spot size of the laser beam used for reproducing information. In other words, the smaller the spot size, the more accurate information can be reproduced without error.
  • the spot size obtained by condensing the laser beam by the objective lens does not converge to one point even at the focal point due to the diffraction effect of the light, and has a finite size. This is generally called the diffraction limit, where the wavelength of the laser beam is I; and the numerical aperture of the objective lens is NA (Numerical Aperture), the limit of the reproducible mark length is ⁇ Z (4NA).
  • medium super-resolution As a technique for improving the reproduction resolution beyond the diffraction limit, there is a medium super-resolution technique.
  • medium super-resolution a super-resolution film in which physical properties such as optical properties or magnetic properties change nonlinearly with temperature or light intensity is used.
  • Patent Document 1 a super-resolution film whose transmittance decreases when it reaches a certain temperature or more is used on the recording layer with reference to FIG. explain.
  • FIG. 9 shows an enlarged view of one of the recording marks recorded along the spiral track on the recording layer of the optical disc.
  • recording mark 24 shows only short marks.
  • the laser beam that has passed through the objective lens is irradiated as a focused spot 20 onto the recording layer.
  • the focused spot 20 does not coincide with the area 21 where the temperature rises due to the rotation of the optical disk, and the high temperature area 22 and the low temperature area 23 coexist in the focused spot 20. Will do.
  • the high-temperature region 22 Since the super-resolution film overlaid on the recording layer decreases in transmittance as the temperature rises, the high-temperature region 22 has the effect of masking information reproduction from the recording layer, and only the low-temperature region 23 stores the information on the recording layer. It will work as an opening to regenerate. As a result, the size of the effective aperture that contributes to reproduction can be made smaller than the condensing spot size determined by the diffraction limit, so that information on a minute recording mark 24 below the reproduction limit can be reproduced. As shown in this example, a super-resolution reproduction method that forms an effective aperture in the traveling direction of the focused spot by using the high-temperature region as an optical mask is different from the FAD (Front Aperture Detection) method.
  • FAD Front Aperture Detection
  • Patent Documents 2 and 3 disclose optical reproducing apparatuses that can always maintain laser power in an optimum state by using a reproduction signal amplitude ratio of two different mark lengths recorded on an optical disc.
  • This optical regenerator by controlling the laser power so that the ratio of the regenerative signal amplitude approaches a predetermined value, the effective aperture size in super-resolution reproduction is always kept constant and the bit error rate is reduced. Yes.
  • Patent Document 2 in order to obtain reproduction signal amplitudes of two types of mark lengths, it is necessary to periodically provide a laser power control area in the data recording area and load a special mark pattern. The area for recording information data has decreased.
  • Patent Document 3 since mark patterns of two types of mark lengths are detected from the mark pattern of information data recorded in the data recording area by matching, it is necessary to newly provide an area for laser power control. Since there is no, the data recording area is not reduced.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-262617
  • Patent Document 2 JP-A-8-63817
  • Patent Document 3 JP 2002-260308 A
  • Patent Document 1 the size of an effective aperture generated during super-resolution reproduction varies depending on the laser power when the linear velocity of the optical disk is constant. A change in the size of the effective aperture makes the reproduced signal asymmetrical and causes asymmetry, which degrades the bit error rate. For this reason, there is an optimum laser power that minimizes the bit error rate. However, since the thermal characteristics of the super-resolution film vary from one optical disc to another, the optimum laser power varies depending on the optical disc. In addition, since the optimum value of the laser power changes according to external factors such as changes in the environmental temperature, even if the laser power is kept constant during reproduction, the quality of the reproduced signal may be reduced.
  • Patent Document 3 does not require a new laser power control area, it requires a large amount of computation to control laser power by using pattern matching. It becomes. This has a problem in terms of economy because the hardware configuration becomes complicated.
  • an object of the present invention is to provide an optical information reproducing method, an optical information reproducing apparatus, and an optical information recording medium capable of always performing excellent super-resolution reproduction without complicating the hardware configuration. There is.
  • the optical information reproducing method irradiates an optical information recording medium in which the effective size of the spot of the irradiated laser beam changes according to the intensity of the laser beam.
  • an asymmetry is obtained from a reproduction signal obtained by reproducing the information, and the intensity of the laser beam is controlled based on the asymmetry.
  • the optical information reproducing apparatus irradiates the optical information recording medium in which the effective size of the spot of the irradiated laser beam changes according to the intensity of the laser beam by irradiating the laser beam with information. Obtained by reproduction of the information Asymmetry detection means for obtaining asymmetry from the reproduction signal, and laser power adjustment means for controlling the intensity of the laser beam based on the asymmetry obtained by the asymmetry detection means.
  • the asymmetry is obtained from the reproduction signal by a simple calculation. If A is the relationship between the intensity of the laser beam and the quality of the reproduction, and B is the relationship between the intensity of the laser beam and the asymmetry, A and B clearly correspond. Therefore, by controlling the intensity of the laser beam based on asymmetry, information can be reproduced satisfactorily with a simple configuration.
  • the intensity of the laser beam is controlled so that the asymmetry approaches a target value.
  • the target value may be a predetermined value, a value read from the optical information recording medium, a value determined by reproducing information recorded in the optical information recording medium, or the like.
  • the target value here includes a certain range of numerical values. That is, the intensity of the laser beam may be controlled so that the asymmetry is within a certain range.
  • Reproduction quality indicators include bit error rate, jitter amount, PRSNR (Partial Response
  • the correspondence between the bit error rate of the reproduction signal and the asymmetry is obtained, and the asymmetry corresponding to the minimum value of the bit error rate is set as the target value.
  • the correspondence between the jitter amount of the reproduced signal and the asymmetry is obtained, and the asymmetry corresponding to the minimum value of the jitter amount is set as the target value.
  • the correspondence with the asymmetry may be obtained, and the asymmetry corresponding to the maximum value of the PRSNR may be set as the target value.
  • “Bit error rate” is literally the rate at which bits are wrong. Compare the recorded bit string with the reproduced bit string, and divide the number of mismatched bits E by the number of measured bits N to get the bit error rate.
  • the “jitter amount” is a standard deviation in the edge fluctuation of the reproduced binary signal.
  • data to data see the fluctuations between your own edges.
  • clock to data the clock edge timing is compared with the data edge timing, and the standard deviation of the error (deviation amount) is taken. Through The latter clock to data is usually used in the standard.
  • clock to data is defined as ⁇ / ⁇ * 100 (%), where ⁇ is the standard deviation of edge deviation (unit is time) and ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ is the channel clock period.
  • PRS NR is briefly described as follows. PR12221 has three types of errors and paths that are prone to errors, and finds the SNR for each path. Next, the smallest SNR is considered as the critical path of the system, and it is defined as PRSNR. What was found in this way is PRSNR.
  • the above-mentioned bit error rate and jitter amount are universal indicators that are not related to the standard, whereas PRSNR is an indicator for HD DVD.
  • the method for obtaining SNR is as follows.
  • the signal is the norm (Euclidean distance) of the vector between paths (hereinafter referred to as “error vector”).
  • error vector a five-dimensional vector such as (1, 2, 2, 2, 1) is an error vector.
  • Noise force in error vector Since this is an effective noise between the paths, normal noise is projected onto the error vector. This becomes noise. This means that the inner product of (1, 2, 2, 2, 1) and the noise for five hours is taken.
  • the SNR is obtained through the above calculation. This is calculated for three types of paths that are prone to errors, and three SNRs are obtained.
  • a relationship between "the sign of the difference between the asymmetry and the target value” and “increase / decrease in the intensity of the laser beam” is determined in advance, and the relationship follows the relationship so that the asymmetry approaches the target value.
  • the optical information recording medium force is read out from the optical information recording medium force to control the intensity of the laser beam, and the relationship between “the sign of the difference between the asymmetry and the target value” and “increase / decrease in the intensity of the laser beam” is read.
  • the intensity of the laser beam in accordance with the relationship so as to approach the target value, the information recorded in advance on the optical information recording medium is reproduced, so that “the sign of the difference between the asymmetry and the target value” and “ It is also possible to determine a relationship with “increase / decrease in the intensity of the laser beam” and to control the intensity of the laser beam along the relationship so that the asymmetry approaches the target value.
  • the optical information recording medium controls the intensity of the laser beam when the effective size of the spot of the irradiated laser beam changes according to the intensity of the laser beam. Records the target value of the asymmetry for the purpose, asymmetry and its target The relationship between the positive / negative of the difference between the values and the increase / decrease in the intensity of the laser beam was recorded, and information was recorded in advance to determine the target value of the asymmetry for controlling the intensity of the laser beam. It may have a region, or it may have a super-resolution layer whose optical or magnetic properties change nonlinearly with temperature or light intensity.
  • the present invention has been made to achieve the above object, and is an optical information reproducing apparatus for reproducing information by laser beam irradiation, comprising an asymmetry detecting means for obtaining asymmetry from a reproduction signal, and an asymmetry.
  • a laser power adjusting means for controlling the laser light intensity is provided.
  • the optical information reproducing apparatus having this configuration can always keep the effective aperture size contributing to super-resolution reproduction at a constant size by adjusting the laser power based on asymmetry. Even when external factors such as the environmental temperature of the optical information reproducing apparatus change, or when the thermal characteristics of the super-resolution film vary from one optical disc to another, it is possible to always achieve good super-resolution reproduction.
  • the effective size of the spot of the irradiated laser beam changes according to the intensity of the laser beam means that “the region of the irradiated laser beam spot that contributes to reproduction. Means that the reflectance changes according to the intensity of the laser light, or “the reflectance changes according to the intensity of the irradiated laser light”.
  • the present invention it is possible to reproduce information satisfactorily with a simple configuration by obtaining asymmetry from a reproduction signal and controlling the intensity of laser light based on the asymmetry.
  • the reason is that the asymmetry can be obtained by simple calculation from the reproduction signal, and if the relationship between the intensity of the laser beam and the quality of reproduction is A, and the relationship between the intensity of the laser beam and the asymmetry is B, then A and B This is because it corresponds clearly.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an optical information reproducing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the asymmetry detection unit in FIG. The following description is based on these drawings.
  • an optical information reproducing apparatus 10 includes an optical head unit 11, a reproducing circuit 12, a asymmetry detecting unit 13, a laser power adjusting unit 14, a laser driving circuit 15, and the like.
  • the Information recorded on the optical information recording medium 16 is detected as a change in reflected light intensity of the laser light emitted from the optical head unit 11, and is read as a reproduction signal by the reproduction circuit 12.
  • the asymmetry detector 13 extracts asymmetry information from the reproduction signal read out by the reproduction circuit 12.
  • the laser power adjustment unit 14 controls the command value of the laser light intensity given to the laser drive circuit 15 based on the asymmetry information extracted by the asymmetry detection unit 13.
  • the laser drive circuit 15 drives a laser provided in the optical head unit 11 in accordance with the laser beam intensity command value given from the laser power adjustment unit 14.
  • the high-pass filter 30 extracts only a high frequency (RF) signal component from the reproduction signal read out by the reproduction circuit 12.
  • the peak detector 31 and the bottom detector 32 detect the peak value and the bottom value, respectively, from the RF signal extracted by the high-pass filter 30.
  • the adder 33, subtractor 34, and divider 35 derive asymmetry from the peak value and bottom value of the RF signal.
  • the reset unit 36 resets the peak value and the bottom value of the peak detection unit 31 and the bottom detection unit 32, respectively.
  • the optical information reproducing apparatus 10 irradiates the optical information recording medium 16 in which the effective size of the spot of the irradiated laser light changes according to the intensity of the laser light with the laser light.
  • Asymmetry detection unit 13 as an asymmetry detection means for obtaining asymmetry from a reproduction signal obtained by information reproduction, and the intensity of the laser beam based on the asymmetry obtained by the asymmetry detection unit 13
  • a laser power adjusting unit 14 as laser power adjusting means for controlling the laser power.
  • the laser power adjustment unit 14 in the present embodiment is a means for storing a target value of asymmetry in advance, a means for reading out the target value from the optical information recording medium 16, or reproducing information recorded in the optical information recording medium 16 in advance. Means to determine are provided. Further, the laser power adjusting unit 14 is a means for storing in advance, a means for reading out the optical information recording medium 16 from the optical information recording medium 16, The optical information recording medium 16 has means for determining by reproducing information recorded in advance. Each of these means may be included in other components other than the laser power adjustment unit 14. Further, the laser power adjusting unit 14 has a function of controlling the intensity of the laser light along the above relationship so that the asymmetry approaches the target value.
  • the asymmetry is obtained from the reproduction signal by a simple calculation. If A is the relationship between the intensity of the laser beam and the quality of the reproduction, and B is the relationship between the intensity of the laser beam and the asymmetry, A and B clearly correspond. Therefore, by controlling the intensity of the laser beam based on asymmetry, information can be reproduced satisfactorily with a simple configuration.
  • the laser drive circuit 15 drives the laser provided in the optical head unit 11 in accordance with the initial command value of the laser beam intensity given from the laser power adjustment unit 14.
  • Information recorded on the optical information recording medium 16 is detected as a change in reflected light intensity of the irradiated laser light, and is read as a reproduction signal through the reproduction circuit 2.
  • the asymmetry detection unit 13 extracts asymmetry information from the reproduction signal.
  • asymmetry A is It is calculated by the following formula.
  • A [(iLong-H + ILong-L) / 2-(IShort-H + IShort-L) / 2] / lLong
  • ⁇ Long ILong-H ⁇ ILong-L
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of an RF signal waveform that has passed through the high-pass filter 30.
  • Asymmetry can be obtained from a playback signal waveform having a DC level as shown in FIG. 3 and from an RF signal waveform having no DC level as shown in FIG.
  • the device configuration of the detection unit a signal without a DC level and a signal can be made simpler, so a method of obtaining from the RF signal waveform in FIG. 4 will be described.
  • the peak detector 31 peaks the RF signal, and the bottom detector 32 bottom-holds the RF signal.
  • the reset unit 36 resets the hold of the peak detection unit 31 and the bottom detection unit 32.
  • the bit error rate of the super-resolution reproduction signal exhibits a characteristic that has a minimum value with respect to the change of the laser beam intensity.
  • the asymmetry decreases monotonously as the laser light intensity increases. If the initial command value of the laser light intensity is appropriate for the optical characteristics, thermal characteristics, environmental temperature, etc. of the super-resolution recording medium, it is effective to contribute to super-resolution reproduction on the super-resolution recording medium.
  • the required aperture is the desired size, and the bit error rate of the super-resolution playback signal takes the minimum value BERo.
  • the optimum laser light intensity is Po
  • the optimum asymmetry is Ao.
  • a value registered in advance as the laser light intensity in the recording medium of the type in the laser power adjusting unit 14 may be used, or the recording medium of the type is recorded in a predetermined area of the recording medium. Use the value recorded as the laser beam intensity.
  • the initial command value of the laser beam intensity differs from the laser beam intensity that minimizes the bit error rate due to variations in the optical characteristics and thermal characteristics of each recording medium, or changes in environmental temperature, etc. There is.
  • the intensity of the laser beam irradiated according to the initial command value remains unchanged, the effective aperture size that contributes to super-resolution reproduction will deviate from the desired size. The phenomenon cannot be excited.
  • the asymmetry also deviates from the optimum value. For example, if the environmental temperature rises and the curve indicating the relationship between the laser light intensity and the bit error rate shifts from the solid line to the low power side as shown by the dotted line in FIG.
  • Figure 6 shows the playback signal waveform. Asymmetry becomes A1 (Fig. 5) biased to the minus side of the optimum value, and the bit error rate of the playback signal increases to BER1 (Fig. 5), which is larger than the minimum value.
  • the laser power adjustment unit 14 adjusts the command value to the laser drive circuit 15 so that this value becomes the optimum value Ao. Specifically, if the asymmetry is smaller than the optimum value Ao, such as A1, and the difference between the asymmetry and the optimum value of the asymmetry is negative, the laser light intensity is changed in the negative direction of the same sign. Conversely, if the asymmetry is greater than the optimum value Ao, such as A2, and the difference between the asymmetry and the asymmetry optimum value is positive, the laser light intensity is changed in the plus direction of the same sign.
  • the laser light intensity becomes a new optimum value Po ′ that minimizes the bit error rate.
  • the bit error rate of the reproduction signal is reduced. Is also the minimum value B ERo.
  • the effective aperture size that contributes to super-resolution reproduction is always set to the desired size even when there are external fluctuation factors such as variations in the thermal characteristics or optical characteristics of the optical information recording medium 16 and environmental temperature. Therefore, stable super-resolution reproduction can be realized.
  • a value registered in advance as the asymmetry optimum value in the type of recording medium in the laser power adjusting unit 14 may be used.
  • a value recorded as an asymmetry optimum value of the optical information recording medium 16 in a predetermined area of the optical information recording medium 16 may be used.
  • the optimum value of the asymmetry is pre-registered in the laser power adjusting unit 14 and is recorded in the optical information recording medium 16. Pre-recording can be omitted.
  • the optimum value of asymmetry at which the bit error rate is minimized is calibrated in the combination of each optical head and the super-resolution recording medium.
  • the calibration is performed using a test pattern recorded in advance for bit error rate measurement in a test area appropriately provided in an area where user information is not recorded, such as a test pattern periphery of the optical information recording medium 16. It can be carried out.
  • the optimum value of asymmetry is obtained under the condition that the bit error rate is minimized.
  • the present invention is not limited to this, and other indicators representing the state of the reproduced signal may be used. Is possible.
  • the optimum value of asymmetry is obtained under the condition that the jitter amount is minimized or the PRSNR is maximized. Jitter and PRSNR measurements do not require special test patterns, and can be measured with random patterns recorded in the normal data area. This has the advantage that the test area can be reduced and the data area can be secured larger.
  • the FAD method in which the high-temperature portion functions as an optical mask as the super-resolution reproduction method to form an effective aperture in the traveling direction of the focused spot is taken as an example.
  • the super-resolution reproduction method is not limited to this.
  • the RAD (Rear Aperture Detection) method that forms an effective aperture behind the focused spot by increasing the transmittance of the high-resolution part of the super-resolution film and functioning as an optical aperture, or specific Even in the case of a CAD (Center Aperture Detection) type super-resolution reproduction method that forms an effective aperture near the center of the focused spot by increasing the transmittance in the temperature region of the light and functioning as an optical aperture.
  • CAD Center Aperture Detection
  • a super-resolution recording medium using a super-resolution film having a thermo-acoustic effect in which optical characteristics change nonlinearly with temperature rise has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this.
  • a super-resolution recording medium of a changing magneto-optical recording system may be used.
  • FIG. 7 shows the relationship between the laser light intensity, the bit error rate, and the asymmetry in the case of the RAD method.
  • the relationship between laser light intensity and asymmetry is opposite to that of the FAD super-resolution recording medium shown in FIG. For this reason, in the case of the RAD method, adjustment of the laser power based on the asymmetry value should be performed in the opposite direction to that of the FAD method.
  • the laser light intensity is changed in the positive direction of the opposite sign, and conversely if the difference between the asymmetry and the asymmetry optimum value is positive, By changing the laser light intensity in the negative direction of the opposite sign, it is possible to achieve excellent super-resolution reproduction while keeping the bit error rate at a minimum value.
  • the laser power adjusting unit 14 determines whether the direction in which the laser light intensity is changed and the sign of the difference between the asymmetry and the asymmetry optimum value are the same sign or different signs.
  • a value registered as the intensity change direction may be used.
  • a value recorded as a laser beam intensity change direction of the recording medium in a predetermined area of the recording medium may be used.
  • optical information reproducing apparatus according to the present invention
  • the optical information reproducing apparatus according to the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment.
  • a configuration in which various modifications and changes are made is also included in the scope of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an embodiment of the optical information reproducing method according to the present invention. Hereinafter, description will be given based on this drawing. This embodiment is a generalization of the operation of the embodiment of the optical information reproducing apparatus according to the present invention described above.
  • the target value of asymmetry is acquired (step 101).
  • This target value is a predetermined value, a value read from an optical information recording medium, a value determined by reproducing information recorded in advance on an optical information recording medium, or the like.
  • the target value may be a numerical value within a certain range.
  • Reproduction quality indicators include bit error rate, jitter, and PRSNR.
  • bit error rate the correspondence between the bit error rate of the reproduced signal and asymmetry is obtained by reproducing information, and the asymmetry corresponding to the minimum bit error rate is set as the target value.
  • jitter amount the correspondence between the reproduced signal jitter amount and asymmetry is obtained by reproducing information, and the asymmetry corresponding to the minimum jitter amount is set as the target value.
  • PRSNR the correspondence between PRSNR and asymmetry of the reproduced signal is obtained by reproducing information, and the asymmetry corresponding to the maximum value of PRSNR is set as the target value.
  • the relationship between “positive / negative difference between asymmetry and target value” and “increase / decrease in intensity of laser beam” is acquired (step 102).
  • This relationship is predetermined, read from an optical information recording medium, or determined by reproducing information recorded in the optical information recording medium.
  • the FAD method the increase in laser light intensity
  • the asymmetry decreases monotonously.
  • the RAD method there is a relationship in which the asymmetry increases monotonously with increasing laser light intensity.
  • asymmetry is obtained from the reproduction signal obtained by reproducing information (step 103).
  • the asymmetry is obtained from the reproduction signal by a simple calculation.
  • the intensity of the laser beam is controlled along the relationship obtained in step 102 (step 104).
  • the intensity of the laser beam is increased, and if the asymmetry is smaller than the target value, the intensity of the laser beam is decreased to bring the asymmetry closer to the target value.
  • the intensity of the laser beam is reduced, and if the asymmetry is smaller than the target value, the intensity of the laser beam is increased to increase the asymmetry to the target value. You can get closer. Steps 103 and 104 are repeated as necessary until the reproduction ends.
  • the asymmetry is obtained from the reproduction signal by a simple calculation. Also, if A is the relationship between the intensity of the laser beam and the quality of reproduction, and B is the relationship between the intensity of the laser beam and the asymmetry, A and B correspond clearly. Therefore, by controlling the intensity of the laser beam based on asymmetry, information can be reproduced satisfactorily with a simple configuration.
  • the hardware configuration is complicated even when external factors such as the environmental temperature change or when the characteristics of the super-resolution film vary from disk to disk. Therefore, it is possible to realize super-resolution reproduction that is always good.
  • the reason is that the laser power is controlled based on asymmetry that does not require complicated hardware for detection.
  • asymmetry can be measured with a modulated general signal pattern (data area), and the apparatus configuration is always measured during signal reproduction.
  • the bit error rate measurement requires a dedicated test pattern with known recording bits.
  • dedicated test pattern is not required for measuring the jitter amount or PRSNR, dedicated hardware is required, and it is not desirable to always operate it during signal reproduction.
  • the asymmetry is a monotone function with respect to the reproduction laser beam intensity, it is clear whether the parameter has shifted to increase or decrease, and the reproduction laser beam intensity should be adjusted. The direction is clear.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an optical information reproducing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an asymmetry detection unit in FIG.
  • FIG. 3 is a waveform diagram showing a reproduction signal in an optimum super-resolution state.
  • FIG. 4 is a waveform diagram showing an RF signal in an optimum super-resolution state.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between laser power, bit error rate, and asymmetry in FAD super-resolution reproduction.
  • FIG. 6 is a waveform diagram showing a reproduction signal under conditions different from the optimum super-resolution state.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between laser power, bit error rate and asymmetry in RAD super-resolution reproduction.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an embodiment of the optical information reproducing method according to the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view showing the principle of super-resolution reproduction in medium super-resolution.

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Abstract

【課題】　ハードウェア構成を複雑にすることなく、常に良好な超解像再生を行うことができる光学情報再生装置を提供する。 【解決手段】　光学情報再生装置１０は、照射されるレーザ光のスポットの実効的な大きさがレーザ光の強度に応じて変化する光学情報記録媒体１６に、レーザ光を照射して情報の再生を行うものであって、情報の再生によって得られた再生信号からアシンメトリを求めるアシンメトリ検出手段としてのアシンメトリ検出部１３と、アシンメトリ検出部１３によって求められたアシンメトリに基づきレーザ光の強度を制御するレーザパワー調整手段としてのレーザパワー調整部１４と、を備えたことを特徴とする。

Description

明 細 書
光学情報再生方法、光学情報再生装置及び光学情報記録媒体 技術分野
[0001] 本発明は、レーザ光を用いて情報の再生を行う光学情報再生方法、光学情報再生 装置及び光学情報記録媒体に関し、特に、再生時にレーザ光強度を制御する光学 情報再生方法、光学情報再生装置及び光学情報記録媒体に関する。
背景技術
[0002] レーザ光を用いて情報の再生を行う光学情報記録媒体の一例として、光ディスクが ある。光ディスクは、大容量という特徴を持ち、画像や音楽又はコンピュータの情報を 流通 ·保管するメディアとして広く利用されてレ、る。
[0003] 光ディスクの容量は、記録されるマークの大きさによって決まり、記録マークが小さ いほど大きくすることができる。この記録マークの大きさは、基本的には情報の再生に 用いられるレーザ光の集光スポットサイズに依存している。つまり、スポットサイズが小 さいほどより高密度な情報を誤り無く再生できる。レーザ光を対物レンズによって集光 させたスポットサイズは、光の回折効果のため、その焦点においても一点には集束せ ずに有限の大きさをもつ。これを一般に回折限界と呼び、レーザ光の波長を; I、対物 レンズの開口数を NA (Numerical Aperture)とすると、 λ Z(4NA)が再生できるマー ク長の限界となる。
[0004] 例えば、 λ =405nm、 NA=0. 85の光学系では、 119nmがマーク長の再生限界 となり、これ以下の長さのマークを正確に読み取ることはできなレ、。光ディスクの容量 を上げるためには、レーザ光の波長を短くするか、対物レンズの NAを大きくすればよ レ、。し力し、レーザ光の波長を 405nmより短くするにあたっては、短波長で実用的な 透過率をもつ光学部品を製造することが難しいという問題がある。また、対物レンズの NAを 0. 85より大きくするにあたっては、高 NAの特殊な対物レンズを製造することが 難しいことに加え、対物レンズとディスク表面との距離が短くなるため対物レンズと光 ディスクとの衝突の可能性が高くなるという安全性の問題がある。
[0005] 回折限界を超えて再生分解能を向上させるための技術として、媒体超解像技術が 知られている。媒体超解像においては、温度又は光強度により光学特性又は磁気特 性等の物性が非線形に変化する超解像膜が用いられる。ここでは、例えば、特許文 献 1に記載されているような、一定温度以上になると透過率が低下する超解像膜を、 記録層の上に重ねて用いた場合について、図 9を用いて説明する。
[0006] 図 9は、光ディスクの記録層にスパイラル状のトラックに沿って記録された記録マー クのうち、 1つのトラックを拡大して取り出したものである。ここでは、簡単のため記録マ ーク 24は短マークのみを示している。対物レンズを通過したレーザ光は、記録層上 に集光スポット 20として照射される。レーザ光の照射によって温度が上昇するものの 、光ディスクの回転によって集光スポット 20と温度が上昇する領域 21とは一致せず、 集光スポット 20内に高温の領域 22と低温の領域 23とが混在することになる。記録層 の上に重ねた超解像膜は温度上昇に伴い透過率が低下するため、高温領域 22は 記録層からの情報再生をマスクする効果を生じ、低温領域 23のみが記録層の情報 を再生する開口部として働くことになる。この結果、再生に寄与する実効的な開口の 大きさを、回折限界で決まる集光スポットサイズよりも小さくできるので、再生限界以 下の微小な記録マーク 24の情報を再生することができる。この例のように、高温領域 が光学マスクとして機能することにより、集光スポットの進行方向前方に実効的な開 口を形成する超解像再生方式を、 FAD (Front Aperture Detection)方式とレ、う。
[0007] また、光ディスク上に記録された異なる 2種類のマーク長の再生信号振幅比を用い ることにより、レーザパワーを常に最適状態に保持できる光再生装置が、特許文献 2 及び特許文献 3に記載されている。この光再生装置では、再生信号振幅の比が所定 値に近付くようにレーザパワーを制御することによって、超解像再生における実効的 開口の大きさを常に一定に保持しビットエラーレートを低減させている。特許文献 2で は、 2種類のマーク長の再生信号振幅を得るために、レーザパワー制御用の領域を データ記録領域中に周期的に設けて特殊なマークパターンを坦め込む必要がある ので、情報データを記録する領域が減少していた。一方、特許文献 3では、 2種類の マーク長のマークパターンを、データ記録領域に記録された情報データのマークパ ターンの中からマッチングによって検出するため、新たにレーザパワー制御用の領域 を設ける必要が無いので、データ記録領域を減少させることがない。 [0008] 特許文献 1 :特開平 7— 262617号公報
特許文献 2 :特開平 8— 63817号公報
特許文献 3：特開 2002— 260308号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] 特許文献 1において、超解像再生の際に発生する実効的な開口の大きさは、光デ イスクの線速が一定のときレーザパワーにより変化する。実効的開口の大きさの変化 は、再生信号を非対称にしてァシンメトリを発生させ、ビットエラーレートを劣化させる 。このため、ビットエラーレートを最小とする最適なレーザパワーが存在する。しかし、 超解像膜の熱特性等は光ディスク毎にばらつきをもっため、最適なレーザパワーは 光ディスクによって異なる。また、レーザパワーの最適値は環境温度の変化など外的 要因に応じて変化するため、再生時にレーザパワーを一定に保っていたとしても再 生される信号の品質は低下することがある。
[0010] また、特許文献 3は、特許文献 2と異なり、新たにレーザパワー制御用の領域を設 ける必要が無いものの、パターンマッチングを用いることによりレーザパワーの制御の ために演算量が大規模となる。このことは、ハードウェア構成が複雑になるので、経済 性の点で問題を有してレ、る。
[0011] そこで、本発明の目的は、ハードウェア構成を複雑にすることなぐ常に良好な超解 像再生を行うことができる光学情報再生方法、光学情報再生装置及び光学情報記 録媒体を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0012] 本発明に係る光学情報再生方法は、照射されるレーザ光のスポットの実効的な大 きさが当該レーザ光の強度に応じて変化する光学情報記録媒体に、前記レーザ光を 照射して情報の再生を行う際に、前記情報の再生によって得られた再生信号からァ シンメトリを求め、このァシンメトリに基づき前記レーザ光の強度を制御することを特徴 とする。本発明に係る光学情報再生装置は、照射されるレーザ光のスポットの実効的 な大きさが当該レーザ光の強度に応じて変化する光学情報記録媒体に、前記レー ザ光を照射して情報の再生を行うものにおいて、前記情報の再生によって得られた 再生信号からァシンメトリを求めるァシンメトリ検出手段と、このァシンメトリ検出手段に よって求められたァシンメトリに基づき前記レーザ光の強度を制御するレーザパワー 調整手段と、を備えたことを特徴とする。
[0013] ァシンメトリは、再生信号から簡単な演算で求められる。また、レーザ光の強度と再 生の良否との関係を Aとし、レーザ光の強度とァシンメトリとの関係を Bとすると、 Aと B は明確に対応する。したがって、ァシンメトリに基づきレーザ光の強度を制御すること により、簡単な構成でありながら、良好に情報を再生できることになる。
[0014] 例えば、前記ァシンメトリが目標値に近付くように前記レーザ光の強度を制御する。
このとき、前記目標値は、予め定められたもの、前記光学情報記録媒体から読み出し たもの、前記光学情報記録媒体に予め記録された情報の再生によって決定されたも の、などでもよい。また、ここでいう目標値には、一定範囲の数値も含まれる。つまり、 ァシンメトリが一定範囲内の数値に収まるように、レーザ光の強度を制御するようにし てもよい。
[0015] 再生の良否の指標には、ビットエラーレート、ジッタ量、 PRSNR (Partial Response
Signal to Noise Ratio)などがある。このとき、前記情報の再生によって前記再生 信号のビットエラーレートと前記ァシンメトリとの対応関係を求め、当該ビットエラーレ ートの最小値に対応する当該ァシンメトリを前記目標値とする、前記情報の再生によ つて前記再生信号のジッタ量と前記ァシンメトリとの対応関係を求め、当該ジッタ量の 最小値に対応する当該ァシンメトリを前記目標値とする、前記情報の再生によって前 記再生信号の PRSNRと前記ァシンメトリとの対応関係を求め、当該 PRSNRの最大 値に対応する当該ァシンメトリを前記目標値とする、としてもよい。
[0016] ここで、これらの再生の良否の指標について、更に詳しく説明する。 「ビットエラーレ ート」とは、文字通り、ビットが誤る割合のことである。記録したビット列と、再生したビッ ト列とを比較し、不一致なビット数 Eを測定ビット数 Nで割れば、ビットエラーレートに なる。 「ジッタ量」とは、再生した二値化信号のエッジのゆらぎにおける標準偏差のこと である。これには、 data to dataと clock to dataの二種類がある。 data to dataでは 、 自分自身のエッジ同士のゆらぎをみる。 clock to dataでは、クロックのエッジタイミ ングとデータのエッジタイミングとを比較し、その誤差 (ずれ量）の標準偏差をとる。通 常の規格で用いられるのは、後者の clock to dataである。なお、 clock to dataは、 エッジずれ (単位は時間）の標準偏差を σとし、チャネルクロック周期を Τとすると σ / Τ * 100 (%)で定義される。ちなみに DVDの規格では 8%以下となっている。 「PRS NR」は、簡単に説明すると以下のようになる。 PR12221にはエラーになりやすレ、パ スが三種類あり、それぞれのパスにおける SNRを求める。次に、その SNRの中で最 も小さレ、ものをそのシステムのクリティカルパスと考え、それを PRSNRとする。このよう にして求められたものが PRSNRである。前述のビットエラーレート及びジッタ量は規 格に関係の無い普遍的な指標であるのに対して、 PRSNRは HD DVD用の指標で ある。また、 SNRの求め方は以下のとおりである。パス間の距離はべクトノレ空間の距 離と同じであるので、シグナルはパス間のベクトル（以下「エラーベクトル」という。）の ノルム（ユークリッド距離）となる。例えば、（1, 2, 2, 2, 1)のような 5次元べクトノレがェ ラーベクトルになる。エラーベクトルにおけるノイズ力 そのパス間に対して有効なノィ ズであるので、通常のノイズを前記エラーベクトルに射影する。これがノイズとなる。こ れは、（1 , 2, 2, 2, 1)と 5時刻分のノイズの内積をとると言う意味である。上記計算を 経て、 SNRが求まる。これをエラーになりやすいパス三種類に関して行レ、、三つの S NRを求める。
[0017] また、「前記ァシンメトリと目標値との差の正負」と「前記レーザ光の強度の増減」との 関係が予め定められ、前記ァシンメトリが前記目標値に近付くように前記関係に沿つ て前記レーザ光の強度を制御する、「前記ァシンメトリと目標値との差の正負」と「前 記レーザ光の強度の増減」との関係を前記光学情報記録媒体力 読み出し、前記ァ シンメトリが前記目標値に近付くように前記関係に沿って前記レーザ光の強度を制御 する、前記光学情報記録媒体に予め記録された情報の再生によって、「前記ァシンメ トリと目標値との差の正負」と「前記レーザ光の強度の増減」との関係を決定し、前記 ァシンメトリが前記目標値に近付くように前記関係に沿って前記レーザ光の強度を制 御する、としてもよレ、。
[0018] また、本発明に係る光学情報記録媒体は、照射されるレーザ光のスポットの実効的 な大きさが当該レーザ光の強度に応じて変化するものにおいて、前記レーザ光の強 度を制御するためのァシンメトリの目標値が記録されたもの、ァシンメトリとその目標 値との差の正負と前記レーザ光の強度の増減との関係が記録されたもの、前記レー ザ光の強度を制御するためのァシンメトリの目標値を決定するために予め情報が記 録された領域を有するもの、温度又は光強度によって光学特性又は磁気特性が非 線形に変化する超解像層を有するもの、としてもよレ、。
[0019] 本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、レーザ光照射により情報の 再生を行う光学情報再生装置であって、再生信号からァシンメトリを求めるァシンメト リ検出手段と、ァシンメトリをもとにレーザ光強度を制御するレーザパワー調整手段と を備えたことを特徴としている。この構成からなる光学情報再生装置は、ァシンメトリ に基づいてレーザパワーを調整することにより、超解像再生に寄与する実効的な開 口の大きさを常に一定の大きさに保つことができるため、光学情報再生装置の環境 温度などの外的要因が変化した場合にも、又は超解像膜の熱特性等が光ディスク毎 にばらつきをもっている場合にも、常に良好な超解像再生を実現できる。なお、「照射 されるレーザ光のスポットの実効的な大きさが当該レーザ光の強度に応じて変化する 」とレ、うことは、「照射されるレーザ光のスポットのうち再生に寄与する領域が当該レー ザ光の強度に応じて変化する」、又は「照射されるレーザ光の強度に応じて反射率が 変化する」ことを意味する。
発明の効果
[0020] 本発明によれば、再生信号からァシンメトリを求め、ァシンメトリに基づきレーザ光の 強度を制御することにより、簡単な構成でありながら、良好に情報を再生できる。その 理由は、ァシンメトリは再生信号から簡単な演算で求められ、かつ、レーザ光の強度 と再生の良否との関係を Aとし、レーザ光の強度とァシンメトリとの関係を Bとすると、 Aと Bが明確に対応するからである。
発明を実施するための最良の形態
[0021] 図 1は、本発明に係る光学情報再生装置の一実施形態を示すブロック図である。図 2は、図 1におけるァシンメトリ検出部を示すブロック図である。以下、これらの図面に 基づき説明する。
[0022] 図 1において、本実施形態の光学情報再生装置 10は、光ヘッド部 11、再生回路 1 2、ァシンメトリ検出部 13、レーザパワー調整部 14、レーザ駆動回路 15等を備えてい る。光学情報記録媒体 16に記録された情報は、光ヘッド部 11から照射されるレーザ 光の反射光強度変化として検出され、再生回路 12で再生信号として読み取られる。 ァシンメトリ検出部 13は、再生回路 12で読み出された再生信号からァシンメトリ情報 を抽出する。レーザパワー調整部 14は、ァシンメトリ検出部 13で抽出されたァシンメ トリ情報をもとに、レーザ駆動回路 15に与えるレーザ光強度の指令値を制御する。レ 一ザ駆動回路 15は、レーザパワー調整部 14から与えられたレーザ光強度の指令値 に応じて、光ヘッド部 11の内部に備えられたレーザを駆動する。
[0023] 図 2において、ハイパスフィルタ 30は、再生回路 12で読み出された再生信号のうち 高周波 (RF)信号成分のみを取り出す。ピーク検出部 31及びボトム検出部 32は、ハ ィパスフィルタ 30で取り出された RF信号から、それぞれピーク値及びボトム値を検出 する。加算器 33、減算器 34及び除算器 35は、 RF信号のピーク値及びボトム値から ァシンメトリを導出する。リセット部 36は、ピーク検出部 31及びボトム検出部 32のそれ ぞれピーク値及びボトム値をリセットする。
[0024] 換言すると、光学情報再生装置 10は、照射されるレーザ光のスポットの実効的な大 きさがレーザ光の強度に応じて変化する光学情報記録媒体 16に、レーザ光を照射し て情報の再生を行うものであって、情報の再生によって得られた再生信号からァシン メトリを求めるァシンメトリ検出手段としてのァシンメトリ検出部 13と、ァシンメトリ検出 部 13によって求められたァシンメトリに基づきレーザ光の強度を制御するレーザパヮ 一調整手段としてのレーザパワー調整部 14と、を備えたことを特徴とする。
[0025] 本実施形態におけるレーザパワー調整部 14は、ァシンメトリの目標値を、予め記憶 する手段、光学情報記録媒体 16から読み出す手段、又は、光学情報記録媒体 16に 予め記録された情報の再生によって決定する手段を備えている。また、レーザパワー 調整部 14は、「ァシンメトリと目標値との差の正負」と「レーザ光の強度の増減」との関 係を、予め記憶する手段、光学情報記録媒体 16から読み出す手段、又は、光学情 報記録媒体 16に予め記録された情報の再生によって決定する手段を備えている。こ れらの各手段は、レーザパワー調整部 14ではなぐ他の構成要素に具備させてもよ レ、。更に、レーザパワー調整部 14は、ァシンメトリが目標値に近付くように前記関係 に沿ってレーザ光の強度を制御する機能を有する。 [0026] ァシンメトリは、再生信号から簡単な演算で求められる。また、レーザ光の強度と再 生の良否との関係を Aとし、レーザ光の強度とァシンメトリとの関係を Bとすると、 Aと B は明確に対応する。したがって、ァシンメトリに基づきレーザ光の強度を制御すること により、簡単な構成でありながら、良好に情報を再生できることになる。
[0027] ここで、超解像記録媒体を再生する場合の光学情報再生装置 10の動作について 、詳細に説明する。
[0028] まず、レーザ駆動回路 15は、レーザパワー調整部 14から与えられるレーザ光強度 の初期指令値に応じて、光ヘッド部 11の内部に備えられたレーザを駆動する。光学 情報記録媒体 16に記録された情報は、照射されるレーザ光の反射光強度変化とし て検出され、再生回路 2を経て再生信号として読み取られる。そして、ァシンメトリ検 出部 13において、再生信号の中からァシンメトリ情報が抽出される。
[0029] そのァシンメトリの計算方法について説明する。図 3は再生信号波形の一例を示し た図である。最長マーク再生信号の振幅、最大値、最小値をそれぞれ ILong、 ILong- H、 ILong-L、最短マーク再生信号の最大値、最小値をそれぞれ IShort-H、 IShort-L とすると、ァシンメトリ Aは次の計算式で求められる。
[0030] A= [ (iLong-H + ILong-L) /2 - (IShort-H + IShort-L) /2] /lLong
丄 Long = ILong-H― ILong-L
[0031] 次に、ァシンメトリ検出部 13の動作について、図 4を用いて説明する。図 4は、ハイ パスフィルタ 30を通過した RF信号波形の一例を示した図である。ァシンメトリは、図 3 のように DCレベルを持つ再生信号波形からも、図 4のように DCレベルを持たない R F信号波形からも、求めること力できる。ここでは、検出部の装置構成として、 DCレべ ルを持たなレ、信号の方がより簡易な構成にできるので、図 4の RF信号波形から求め る方法を説明する。
[0032] ハイパスフィルタ 30を通過した RF信号では、最短マーク再生信号の中央値はほぼ 0付近にくる（（IShort_H + IShort-L) /2 = 0)。また、ピーク検出部 31は RF信号をピ ークホールドし、ボトム検出部 32は RF信号をボトムホールドする。ピーク検出部 31及 びボトム検出部 32がそれぞれ検出したピーク値 Ipeak及びボトム値 Ibottomを用いて 、最長マーク再生信号の中央値は加算器 33により（ILong-H + ILong-L) /2= (Ipea k + Ibottom) /2として求められる。また、最長マーク再生信号の振幅は、減算器 34 により ILong=Ipeak_Ibottomとして求められる。このとき、ァシンメトリは除算器 35に より A= (Ipeak + Ibottom) /2/ (Ipeak_Ibottom)として求められる。ァシンメトリが検 出されるごとに、リセット部 36はピーク検出部 31及びボトム検出部 32のホールドをリ セットする。
[0033] 超解像再生信号のビットエラーレートは、図 5に示すようにレーザ光強度の変化に 対し極小値をもつ特性を示す。一方、 FAD方式の場合には、ァシンメトリはレーザ光 強度の増加に対して単調に減少する。レーザ光強度の初期指令値が超解像記録媒 体の光学特性、熱特性及び環境温度などに対して適切である場合には、超解像記 録媒体において超解像再生に寄与する実効的な開口は望ましい大きさとなり、超解 像再生信号のビットエラーレートは極小値 BERoをとる。このときの最適レーザ光強度 は Po、最適ァシンメトリは Aoとなる。レーザ光強度の初期指令値は、予めレーザパヮ 一調整部 14に当該種類の記録媒体におけるレーザ光強度として登録されている値 を用いてもよいし、記録媒体の所定の領域に当該種類の記録媒体のレーザ光強度と して記録されてレ、る値を用いてもょレ、。
[0034] ここで、記録媒体毎の光学特性や熱特性のばらつき、又は環境温度の変化などに よって、レーザ光強度の初期指令値がビットエラーレートを極小とするレーザ光強度 と異なってしまう場合がある。この場合には、初期指令値に応じて照射されるレーザ 光強度のままでは、超解像再生に寄与する実効的な開口の大きさが望ましい大きさ 力 はずれてしまうため、適切な超解像現象を励起できなくなる。このとき、ァシンメト リもまた最適値からはずれる。例えば、環境温度が上昇してレーザ光強度とビットエラ 一レートとの関係を示す曲線が図 5の実線から点線のように低パワー側にシフトした 場合、レーザ光強度が Poのままでは、光学的マスクとして機能する高温部の領域が 拡大して実効的な開口の大きさは最適な大きさよりも縮小する。このときの再生信号 波形を図 6に示す。ァシンメトリは最適値よりマイナス側に偏った A1 (図 5)になるとと もに、再生信号のビットエラーレートは極小値よりも大きい BER1 (図 5)に増加してし まう。
[0035] そこで、本実施形態では、ァシンメトリ検出部 13で抽出されたァシンメトリ値に基づ いて、この値が最適値 Aoとなるようレーザパワー調整部 14においてレーザ駆動回路 15への指令値を調整する。具体的には、ァシンメトリが A1のように最適値 Aoよりも小 さくァシンメトリとァシンメトリ最適値との差がマイナスになる場合には、レーザ光強度 を同符号のマイナス方向に変化させる。また、逆にァシンメトリが A2のように最適値 A oよりも大きくァシンメトリとァシンメトリ最適値との差がプラスになる場合には、レーザ 光強度を同符号のプラス方向に変化させる。このようにして、ァシンメトリが最適値 Ao となるようレーザ光強度を常に制御することで、レーザ光強度はビットエラーレートを 極小とする新たな最適値 Po'となり、このとき再生信号のビットエラーレートも極小値 B ERoとなる。この結果、光学情報記録媒体 16の熱特性又は光学特性のばらつきや 環境温度などの外的変動要因がある場合でも、超解像再生に寄与する実効的な開 口の大きさを常に望ましい大きさに維持することができるので、安定した超解像再生 を実現できる。
[0036] ビットエラーレートが極小となるァシンメトリの最適値 (すなわち目標値）は、予めレ 一ザパワー調整部 14に当該種類の記録媒体におけるァシンメトリ最適値として登録 されている値を用いてもよい。また、光学情報記録媒体 16の所定の領域に光学情報 記録媒体 16のァシンメトリ最適値として記録されている値を用いてもよレ、。更に、ァシ ンメトリ最適値が 0であるように光学情報記録媒体 16への情報記録がなされていれば 、ァシンメトリ最適値のレーザパワー調整部 14への事前登録や光学情報記録媒体 1 6への事前記録を省くことができる。更に望ましくは、個々の光ヘッドと超解像記録媒 体の組み合わせにおいて、ビットエラーレートが極小となるァシンメトリの最適値をキ ヤリブレーシヨンする。キャリブレーションは、例えば光学情報記録媒体 16のテストパ ターン周部などユーザ情報が記録されていない領域に適宜設けられたテストエリアに おいて、ビットエラーレート計測用に予め記録されたテストパターンを用いて行うこと ができる。
[0037] 以上の実施形態においては、ァシンメトリの最適値をビットエラーレートが極小とな る条件により求めたが、これに限定されるものではなぐ再生信号の状態を表す他の 指標を用いることも可能である。例えば、ビットエラーレートの代わりにビットエラーレ ートと相関があり、より簡単に計測ができるジッタ量又は PRSNRを用いる方法がある 。この場合、ジッタ量が極小又は PRSNRが極大となる条件でァシンメトリの最適値を 求める。ジッタ量や PRSNRの計測には特殊なテストパターンを必要とせず、通常の データエリアに記録されたランダムパターンによって計測ができるため、テストエリアを 小さくできデータエリアを大きく確保できるという利点がある。
[0038] また、以上の実施形態においては、超解像再生方式として高温部分が光学的マス クとして機能することにより集光スポットの進行方向前方に実効的な開口を形成する F AD方式を例として説明したが、超解像再生方式はこれに限定されるものではない。 例えば、超解像膜の高温部分の透過率が上昇して光学的開口として機能することに より集光スポットの進行方向後方に実効的な開口を形成する RAD (Rear Aperture Detection)方式、又は特定の温度領域の透過率が上昇して光学的開口として機能 することにより集光スポットの中央付近に実効的な開口を形成する CAD (Center Ap erture Detection)方式の超解像再生方式であってもよい。また、超解像記録媒体と して温度上昇によって光学特性が非線形に変化するサーモク口ミック効果を有する 超解像膜を用いた超解像記録媒体を例として説明したが、超解像記録媒体はこれに 限定されるものではなぐ受光強度の上昇によって光学特性が非線形に変化するフ オトクロミック効果を有する超解像膜を用いた超解像記録媒体や、温度上昇により磁 気特性が非線形に変化する光磁気記録方式の超解像記録媒体であってもよい。
[0039] 一例として、 RAD方式の場合におけるレーザ光強度とビットエラーレート及びァシ ンメトリとの関係を図 7に示す。レーザ光強度とァシンメトリとの関係は、図 5に示した F AD方式の超解像記録媒体と逆になつている。このことから、 RAD方式の場合には、 ァシンメトリ値に基づくレーザパワーの調整を、 FAD方式の場合と逆方向に行えばよ レ、。すなわち、ァシンメトリとァシンメトリ最適値との差がマイナスになる場合には、レー ザ光強度を異符号のプラス方向に変化させ、逆にァシンメトリとァシンメトリ最適値と の差がプラスになる場合には、レーザ光強度を異符号のマイナス方向に変化させる ことにより、ビットエラーレートを極小値に保ち良好な超解像再生を実現できる。
[0040] レーザ光強度を変化させる方向とァシンメトリ及びァシンメトリ最適値の差の符号と が同符号であるか異符号であるかは、予めレーザパワー調整部 14に当該種類の記 録媒体におけるレーザ光強度変化方向として登録されている値を用いてもよい。また 、記録媒体の所定の領域に当該の記録媒体のレーザ光強度変化方向として記録さ れている値を用いてもよい。更に、レーザ光強度の増減に対するァシンメトリの増減を 計測して求めたィ直も用いてもよレ、。計測には、前述のテストエリアを用いてもよいが、 通常のデータエリアに記録されたランダムパターンを用いてもょレ、。
[0041] 以上、本発明に係る光学情報再生装置の好適な実施形態を説明したが、本発明 に係る光学情報再生装置は、上記実施形態の構成のみに限定されるものではな 上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも本発明の範囲に含ま れる。
[0042] 図 8は、本発明に係る光学情報再生方法の一実施形態を示すフローチャートであ る。以下、この図面に基づき説明する。本実施形態は、前述の本発明に係る光学情 報再生装置の一実施形態の動作を一般化したものである。
[0043] まず、ァシンメトリの目標値を取得する（ステップ 101)。この目標値は、予め定めら れたもの、光学情報記録媒体から読み出したもの、又は、光学情報記録媒体に予め 記録された情報の再生によって決定されたもの、などである。 目標値は、一定範囲の 数値でもよい。
[0044] このとき、光学情報記録媒体に予め記録された情報の再生によって、ァシンメトリの 目標値を決定する場合は、次のようになる。再生の良否の指標には、ビットエラーレ ート、ジッタ量、 PRSNRなどがある。ビットエラーレートを用いるときは、情報の再生に よって再生信号のビットエラーレートとァシンメトリとの対応関係を求め、ビットエラーレ ートの最小値に対応するァシンメトリを目標値とする。ジッタ量を用いるときは、情報の 再生によって再生信号のジッタ量とァシンメトリとの対応関係を求め、ジッタ量の最小 値に対応するァシンメトリを目標値とする。 PRSNRを用いるときは、情報の再生によ つて再生信号の PRSNRとァシンメトリとの対応関係を求め、 PRSNRの最大値に対 応するァシンメトリを目標値とする。
[0045] 続いて、「ァシンメトリと目標値との差の正負」と「レーザ光の強度の増減」との関係を 、取得する (ステップ 102)。この関係は、予め定められたもの、光学情報記録媒体か ら読み出したもの、又は、光学情報記録媒体に予め記録された情報の再生によって 決定されたもの、などである。例えば、 FAD方式では、レーザ光の強度の増加に対し て、ァシンメトリが単調に減少する関係がある。逆に、 RAD方式では、レーザ光の強 度の増加に対して、ァシンメトリが単調に増加する関係がある。
[0046] 続いて、情報の再生によって得られた再生信号から、ァシンメトリを求める（ステップ 103)。ァシンメトリは、再生信号から簡単な演算で求められる。
[0047] 続いて、ステップ 103で得られたァシンメトリに基づき、ステップ 102で得られた関係 に沿って、レーザ光の強度を制御する（ステップ 104)。例えば、 FAD方式では、ァシ ンメトリが目標値よりも大きければ、レーザ光の強度を増加させ、ァシンメトリが目標値 よりも小さければ、レーザ光の強度を低下させることにより、ァシンメトリを目標値に近 付けることができる。逆に、 RAD方式では、ァシンメトリが目標値よりも大きければ、レ 一ザ光の強度を低下させ、ァシンメトリが目標値よりも小さければ、レーザ光の強度を 増加させることにより、ァシンメトリを目標値に近付けることができる。ステップ 103, 10 4は、再生が終了するまで必要に応じて繰り返される。
[0048] このように、ァシンメトリは、再生信号から簡単な演算で求められる。また、レーザ光 の強度と再生の良否との関係を Aとし、レーザ光の強度とァシンメトリとの関係を Bとす ると、 Aと Bは明確に対応する。したがって、ァシンメトリに基づきレーザ光の強度を制 御することにより、簡単な構成でありながら、良好に情報を再生できることになる。
[0049] 換言すると、本発明によれば、環境温度などの外的要因が変化した場合にも、又は 超解像膜の特性等がディスク毎にばらつきをもっている場合にも、ハードウェア構成 を複雑にすることなぐ常に良好な超解像再生を実現できる。その理由は、検出にあ たって複雑なハードウェアを必要としないァシンメトリに基づいて、レーザパワーを制 御しているからである。
[0050] なお、ァシンメトリは、変調された一般の信号パターン (データエリア）で計測でき、 また装置構成上も信号再生時には常に計測するようになっている。これに対し、ビット エラーレートの計測には、記録ビットが既知である専用テストパターンが必要になる。 また、ジッタ量や PRSNRの測定には、専用テストパターンが不要ではあっても、専用 のハードウェアが必要であり、これを信号再生時に常に動作させておくことは望ましく ない。更に、ァシンメトリは、再生レーザ光強度に対して単調関数であるため、パラメ ータが増減のどちらかにずれたかが明らかであり、再生レーザ光強度を調整するべき 方向が明確である。これに対し、ビットエラーレート、ジッタ量又は PRSNRは、全て非 単調関数であるため、ノ メータが増減のどちらかにずれたかが明らかでなぐ再生 レーザ光強度を調整すべき方向が明らかでなレ、。このため、最適化に例えばいわゆ る山登り探索をしなければならなレ、。したがって、ァシンメトリの代わりにビットエラーレ ート、ジッタ量又は PRSNRを計測しつつ、この値が最小（PRSNRは最大）になるよう に、再生レーザ光強度を制御することには、不都合がある。
図面の簡単な説明
[0051] [図 1]本発明に係る光学情報再生装置の一実施形態を示すブロック図である。
[図 2]図 1におけるァシンメトリ検出部を示すブロック図である。
[図 3]最適超解像状態における再生信号を示す波形図である。
[図 4]最適超解像状態における RF信号を示す波形図である。
[図 5]FAD方式の超解像再生におけるレーザパワーとビットエラーレート及びァシン メトリとの関係を示すグラフである。
[図 6]最適超解像状態と異なる条件における再生信号を示す波形図である。
[図 7]RAD方式の超解像再生におけるレーザパワーとビットエラーレート及びァシン メトリとの関係を示すグラフである。
[図 8]本発明に係る光学情報再生方法の一実施形態を示すフローチャートである。
[図 9]媒体超解像における超解像再生の原理を示す平面図である。
符号の説明
[0052] 10 光学情報再生装置
11 光ヘッド咅
12 再生回路
13 ァシンメトリ検出部
14 レーザパワー調整部
15 レーザ駆動部
16 光学情報記録媒体
20 集光スポット
21 温度上昇領域 高温領域 (マスク部) 低温領域（開口部） 記録マーク ハイパスフィルタ ピーク検出部 ボトム検出部 加算器
減算器
除算器
リセット部

Claims

請求の範囲
[1] 照射されるレーザ光のスポットの実効的な大きさが当該レーザ光の強度に応じて変 化する光学情報記録媒体に、前記レーザ光を照射して情報の再生を行う光学情報 再生方法において、
前記情報の再生によって得られた再生信号からァシンメトリを求め、このァシンメトリ に基づき前記レーザ光の強度を制御する、
ことを特徴とする光学情報再生方法。
[2] 前記ァシンメトリが目標値に近付くように前記レーザ光の強度を制御する、
請求項 1記載の光学情報再生方法。
[3] 前記目標値が予め定められた、
請求項 2記載の光学情報再生方法。
[4] 前記目標値を前記光学情報記録媒体から読み出す、
請求項 2記載の光学情報再生方法。
[5] 前記光学情報記録媒体に予め記録された情報の再生によって前記目標値を決定 する、
請求項 2記載の光学情報再生方法。
[6] 前記情報の再生によって前記再生信号のビットエラーレートと前記ァシンメトリとの 対応関係を求め、当該ビットエラーレートの最小値に対応する当該ァシンメトリを前記 目標値とする、
請求項 5記載の光学情報再生方法。
[7] 前記情報の再生によって前記再生信号のジッタ量と前記ァシンメトリとの対応関係 を求め、当該ジッタ量の最小値に対応する当該ァシンメトリを前記目標値とする、 請求項 5記載の光学情報再生方法。
[8] 前記情報の再生によって前記再生信号の PRSNRと前記ァシンメトリとの対応関係 を求め、当該 PRSNRの最大値に対応する当該ァシンメトリを前記目標値とする、 請求項 5記載の光学情報再生方法。
[9] 前記ァシンメトリと目標値との差の正負と前記レーザ光の強度の増減との関係が予 め定められ、前記ァシンメトリが前記目標値に近付くように前記関係に沿って前記レ 一ザ光の強度を制御する、
請求項 1記載の光学情報再生方法。
[10] 前記ァシンメトリと目標値との差の正負と前記レーザ光の強度の増減との関係を前 記光学情報記録媒体から読み出し、前記ァシンメトリが前記目標値に近付くように前 記関係に沿って前記レーザ光の強度を制御する、
請求項 1記載の光学情報再生方法。
[11] 前記光学情報記録媒体に予め記録された情報の再生によって、前記ァシンメトリと 目標値との差の正負と前記レーザ光の強度の増減との関係を決定し、
前記ァシンメトリが前記目標値に近付くように前記関係に沿って前記レーザ光の強 度を制御する、
請求項 1記載の光学情報再生方法。
[12] 前記光学情報記録媒体として、温度又は光強度によって光学特性又は磁気特性 が非線形に変化する超解像層を有する光学情報記録媒体を用いる、
請求項 1に記載の光学情報再生方法。
[13] 照射されるレーザ光のスポットの実効的な大きさが当該レーザ光の強度に応じて変 化する光学情報記録媒体に、前記レーザ光を照射して情報の再生を行う光学情報 再生装置において、
前記情報の再生によって得られた再生信号からァシンメトリを求めるァシンメトリ検 出手段と、
このァシンメトリ検出手段によって求められたァシンメトリに基づき前記レーザ光の 強度を制御するレーザパワー調整手段と、
を備えたことを特徴とする光学情報再生装置。
[14] 前記レーザパワー調整手段は、前記ァシンメトリが目標値に近付くように前記レー ザ光の強度を制御する機能を有する、
請求項 13記載の光学情報再生装置。
[15] 前記目標値を予め記憶する手段を備えた、
請求項 14記載の光学情報再生装置。
[16] 前記目標値を前記光学情報記録媒体から読み出す手段を備えた、 請求項 14記載の光学情報再生装置。
前記光学情報記録媒体に予め記録された情報の再生によって前記目標値を決定 する手段を備えた、
請求項 14記載の光学情報再生装置。
前記ァシンメトリと目標値との差の正負と前記レーザ光の強度の増減との関係を予 め記憶する手段を備え、
前記レーザパワー調整手段は、前記ァシンメトリが前記目標値に近付くように前記 関係に沿って前記レーザ光の強度を制御する機能を有する、
請求項 13記載の光学情報再生装置。
前記ァシンメトリと目標値との差の正負と前記レーザ光の強度の増減との関係を前 記光学情報記録媒体から読み出す手段を備え、
前記レーザパワー調整手段は、前記ァシンメトリが前記目標値に近付くように前記 関係に沿って前記レーザ光の強度を制御する機能を有する、
請求項 13記載の光学情報再生装置。
前記光学情報記録媒体に予め記録された情報の再生によって、前記ァシンメトリと 目標値との差の正負と前記レーザ光の強度の増減との関係を決定する手段を備え、 前記レーザパワー調整手段は、前記ァシンメトリが前記目標値に近付くように前記 関係に沿って前記レーザ光の強度を制御する機能を有する、
請求項 13記載の光学情報再生装置。
前記光学情報記録媒体は、温度又は光強度によって光学特性又は磁気特性が非 線形に変化する超解像層を有する、
請求項 13に記載の光学情報再生装置。
照射されるレーザ光のスポットの実効的な大きさが当該レーザ光の強度に応じて変 化する光学情報記録媒体にぉレ、て、
前記レーザ光の強度を制御するためのァシンメトリの目標値が記録された、 ことを特徴とする光学情報記録媒体。
照射されるレーザ光のスポットの実効的な大きさが当該レーザ光の強度に応じて変 化する光学情報記録媒体にぉレ、て、 ァシンメトリとその目標値との差の正負と前記レーザ光の強度の増減との関係が記 録された、
ことを特徴とする光学情報記録媒体。
[24] 照射されるレーザ光のスポットの実効的な大きさが当該レーザ光の強度に応じて変 化する光学情報記録媒体にぉレ、て、
前記レーザ光の強度を制御するためのァシンメトリの目標値を決定するために予め 情報が記録された領域を有する、
ことを特徴とする光学情報記録媒体。
[25] 温度又は光強度によって光学特性又は磁気特性が非線形に変化する超解像層を 有する、
請求項 22に記載の光学情報記録媒体。
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