WO2022195912A1 - 情報記録再生装置及び情報記録再生方法 - Google Patents

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訓之 増成
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G—PHYSICS
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    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/13—Optical detectors therefor
    • G11B7/131—Arrangement of detectors in a multiple array

Definitions

  • the present disclosure provides an information recording medium having an information recording surface on which information can be optically recorded, information capable of correctly distinguishing between a recorded state and an unrecorded state in order to more stably realize high-density recording.
  • the present invention relates to a recording/reproducing device and an information recording/reproducing method.
  • BDs Blu-ray (registered trademark) Discs
  • Data Archiver is a product that is mainly sold for business use, and it is necessary to increase the density so that more data can be stored.
  • Technology to improve recording capacity includes technology to improve track density and technology to improve linear density.
  • Land (between grooves)-groove (groove) recording/reproducing technology is available as a technology for improving track density.
  • This technology which has already been used in DVD-RAMs, improves track density by recording data in both grooves and lands instead of conventionally recording only in grooves or lands.
  • a crosstalk cancellation technique for reducing crosstalk components from adjacent tracks has been disclosed (see Patent Document 1).
  • This technology divides the reflected light from the optical disk into a plurality of areas for detection, and synthesizes the detected plurality of reproduced signals using a waveform equalizer so as to produce a reproduced signal with a predetermined frequency characteristic. , reducing the crosstalk component. This technique makes it possible to further improve the track density.
  • PRML Partial Response Maximum Likelihood
  • PLL Phase Locked Loop
  • the present disclosure provides an information recording/reproducing apparatus and an information recording/reproducing method that enable stable discrimination between recorded tracks and unrecorded tracks for optical discs with improved track density.
  • An information recording/reproducing apparatus capable of recording and reproducing information on a track of an information recording medium, comprising: an optical head for irradiating the track with a light beam and outputting a reproduction signal based on the detected reflected light; and the reproduction signal.
  • An information recording/reproducing apparatus comprising: a decoding circuit for decoding information recorded from a track; and a recorded/unrecorded discriminating circuit for discriminating whether the track is in a recorded state or an unrecorded state.
  • the information recording/reproducing apparatus of the present disclosure is an information recording/reproducing apparatus capable of recording/reproducing information on/from a track of an information recording medium, irradiating the track with a light beam and outputting a reproduced signal based on the detected reflected light.
  • an optical head for recording for recording, a decoding circuit for decoding recorded information from a reproduced signal, and a recorded/non-recorded discriminating circuit for discriminating whether a track is in a recorded state or in a non-recorded state.
  • the information recording/reproducing apparatus is effective in correctly determining whether a track is in a recorded state or in an unrecorded state even for an optical disc with improved track density.
  • FIG. 1 shows an information recording/reproducing apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 1 shows a configuration of an optical head according to Embodiment 1;
  • 1 is a block diagram showing the configuration of a reproduced signal decoding circuit and a recorded/unrecorded discriminator according to Embodiment 1.
  • FIG. A diagram showing an impulse response waveform with recorded data of a discriminant target track in a reproduced waveform.
  • FIG. 10 is a diagram showing an impulse response waveform with recorded data on the outer track in the reproduced waveform;
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an information recording/reproducing apparatus 100 according to this embodiment.
  • the information recording/reproducing apparatus 100 includes an information recording medium 101 (for example, an optical disk), an optical head 102, a laser driving circuit 107, a data modulation circuit 108, an error correction coding circuit 109, a reproduced signal decoding circuit 103, a data demodulation circuit 104, an error correction A decoding circuit 105, a system controller 110, and a recording/non-recording determination circuit 106 are provided.
  • an information recording medium 101 for example, an optical disk
  • an optical head 102 for example, an optical head 102, a laser driving circuit 107, a data modulation circuit 108, an error correction coding circuit 109, a reproduced signal decoding circuit 103, a data demodulation circuit 104, an error correction A decoding circuit 105, a system controller 110, and a recording/non-recording determination circuit 106 are provided.
  • the information recording/reproducing device 100 records data on the information recording medium 101 in response to a recording request from the host 111 .
  • a spiral track is formed on the information recording medium 101 from the inner circumference to the outer circumference.
  • the tracks are composed of groove tracks formed by grooves and land tracks formed between adjacent groove tracks. Data is recorded on both groove tracks and land tracks.
  • the error correction coding circuit 109 adds parity for error correction to the recording data received from the host 111 .
  • the data modulation circuit 108 modulates the recording data including the parity added by the error correction encoding circuit 109 according to a predetermined modulation rule to generate a modulated signal.
  • the laser drive circuit 107 converts the modulated signal generated by the data modulation circuit into a light pulse, drives the optical head 102, and emits a light beam based on the light pulse. A mark is formed on the information recording medium 101 by the heat of the irradiated light beam. Thus, data is recorded on the information recording medium 101 .
  • the information recording/reproducing apparatus 100 reproduces data recorded on the information recording medium 101 in response to a reproduction request from the host 111 .
  • the optical head 102 irradiates a track of the information recording medium 101 with a light beam and detects reflected light from the information recording medium 101 .
  • the optical head 102 outputs an electric signal generated based on the detected reflected light as a reproduction signal.
  • the reproduced signal decoding circuit 103 decodes the reproduced signal output from the optical head 102 to generate a decoded signal. Specifically, the reproduced signal decoding circuit 103 generates a decoded signal by PRML signal processing. That is, the reproduced signal decoding circuit 103 compares the reproduced signal and the expected value waveform, selects the expected value waveform closest to the reproduced signal, and outputs the data that is the basis of the expected value waveform as a decoded signal.
  • the data demodulation circuit 104 demodulates the recorded data from the decoded signal generated by the reproduction signal decoding circuit 103 according to a predetermined modulation rule.
  • the error correction decoding circuit 105 corrects errors in the record data demodulated by the data demodulation circuit 104 and restores correct record data.
  • a recorded/unrecorded determination circuit 106 determines whether a track on the information recording medium 101 is in a recorded state or in an unrecorded state.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the optical head 102.
  • the optical head 102 includes an objective lens 201, a laser mirror 202, a splitting element 203, a reproduction photodetector 205, and a blue semiconductor laser 206.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the optical head 102.
  • the optical head 102 includes an objective lens 201, a laser mirror 202, a splitting element 203, a reproduction photodetector 205, and a blue semiconductor laser 206.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the optical head 102.
  • the optical head 102 includes an objective lens 201, a laser mirror 202, a splitting element 203, a reproduction photodetector 205, and a blue semiconductor laser 206.
  • a blue semiconductor laser 206 emits a light beam with a wavelength of 405 nm.
  • the light beam is reflected by the laser mirror 202 , condensed by the objective lens 201 , and irradiated onto the track of the information recording medium 101 .
  • the reflected light reflected and diffracted on the track of the information recording medium 101 passes through the objective lens 201 and the laser mirror 202 in that order.
  • the splitting element 203 splits the input light into a plurality of directions.
  • a reproducing photodetector 205 receives each of the lights split by the splitting element 203 .
  • the splitting element 203 acts as a diffraction grating by forming fine grooves on its surface.
  • the dividing element 203 has a dividing pattern 204 that divides the area into which the reflected light from the information recording medium 101 enters into six areas Ch1 to Ch6. Reflected light transmitted through each region is divided into different directions by the diffraction grating.
  • the reproducing photodetector 205 has six light receiving areas for receiving each of the six reflected lights that are divided by passing through each area of the splitting element 203 .
  • the reproduction photodetector 205 generates six reproduction signals according to the amount of light received by each light receiving area.
  • the divided pattern 204 is divided into areas Ch5 and Ch6 at both ends in the recording line direction (track direction).
  • the divided pattern 204 is divided into areas Ch1 and Ch2 at the center and areas Ch3 and Ch4 at both ends in the radial direction perpendicular to the recording line direction.
  • the regions Ch1 and Ch2 are arranged on both sides of the dividing element 203 in the radial direction.
  • the area Ch1 and the area Ch2 are one area and the other area obtained by dividing the central portion of the divided element 203 into left and right with respect to the recording line direction.
  • the region Ch3 is arranged adjacent to the region Ch1 outside the region Ch1 in the radial direction.
  • the region Ch4 is arranged adjacent to the region Ch2 outside the region Ch2 in the radial direction.
  • the reproduction signal output by the light-receiving area of the reproduction photodetector 205 receiving the light transmitted through the area Ch1 is referred to as the reproduction signal of the area Ch1. The same is true for reproduced signals in other areas.
  • reproduction signals generated by the reproduction photodetector 205 are combined in the reproduction signal decoding circuit 103 by performing a predetermined operation on each reproduction signal, thereby reducing the crosstalk component contained in the reproduction signal. Meanwhile, the modulated signal recorded on the target track is decoded to generate a decoded signal.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the reproduced signal decoding circuit 103 and the recorded/unrecorded determination circuit 106.
  • the reproduced signal decoding circuit 103 includes an AGC (Auto Gain Control) 301, an A/D converter 302, an FIR (Finite Impulse Response) filter circuit 303, an addition circuit 304, and an LMS (Least Mean Square) circuit 306. , a Viterbi decoding circuit 305 , a phase error detection circuit 307 , a loop filter circuit 308 and a VCO (Voltage Controlled Oscillator) circuit 309 .
  • Six AGCs 301 , A/D converters 302 and FIR filter circuits 303 are arranged according to the number of reproduction signals output from the reproduction photodetector 205 .
  • Each AGC 301 adjusts the amplitude of each of the six reproduced signals so that the reproduced signal output from the A/D converter 302 has a preset target amplitude.
  • Each of the A/D converters 302 converts each of the six reproduction signals generated by the reproduction photodetector 205 into digital signals.
  • Each of the FIR filter circuits 303 performs waveform equalization on each of the six digital signals output from the A/D converter 302 .
  • the adder circuit 304 adds the six digital signals output from the FIR filter circuit 303 and synthesizes them into one digital signal.
  • a Viterbi decoding circuit 305 decodes the modulated signal recorded from the combined digital signal by Viterbi decoding, and outputs a decoded signal.
  • the LMS circuit 306 controls each tap coefficient of the FIR filter circuit 303 .
  • the LMS circuit 306 controls the tap coefficients of each FIR filter circuit 303 so as to reduce the error between the expected value waveform obtained from the decoded signal by the Viterbi decoding circuit 305 and the digital signal synthesized by the adder circuit 304. .
  • the FIR filter circuit 303 operates as an adaptive equalization filter. As a result, the reproduction signal decoding circuit 103 combines the six digital signals into a digital signal whose crosstalk components have been reduced and whose waveform has been equalized so as to have frequency characteristics equal to the expected value waveform.
  • the phase error detection circuit 307 detects the phase error value with respect to the ideal sampling phase of the digital signal in the Viterbi decoding circuit 305 from the digital signal synthesized by the addition circuit 304 and the decoded signal.
  • Loop filter circuit 308 converts the detected phase error value into a control signal that controls the frequency of the sampling clock.
  • the VCO circuit 309 generates a sampling clock with a frequency corresponding to the control signal output from the loop filter circuit 308.
  • the generated sampling clock is used as a clock indicating the sampling timing of the A/D converter 302 and the operation timing of subsequent circuits.
  • the reproduction signal decoding circuit 103 reduces noise components including crosstalk components from the digital signal, corrects the frequency characteristics of the waveform, and performs sampling so that the decoding process of the Viterbi decoding circuit 305 has the optimum conditions. Perform phase correction.
  • the recorded/unrecorded determination circuit 106 includes correlation coefficient detection circuits 310 , 311 , 312 and 313 and a determination circuit 314 .
  • the correlation coefficient detection circuit 310 detects the cross-correlation coefficient between the reproduction signal of the region Ch1 and the reproduction signal of the region Ch2 in the division pattern 204 of the division element 203 .
  • the correlation coefficient detection circuit 311 detects the cross-correlation coefficient between the reproduction signal of the region Ch3 and the reproduction signal of the region Ch4 in the division pattern 204 of the division element 203 .
  • the correlation coefficient detection circuit 312 detects the cross-correlation coefficient between the reproduction signal of the region Ch1 and the reproduction signal of the region Ch4 in the division pattern 204 of the division element 203 .
  • the correlation coefficient detection circuit 313 detects the cross-correlation coefficient between the reproduction signal of the region Ch2 and the reproduction signal of the region Ch3 in the division pattern 204 of the division element 203 .
  • a determination circuit 314 compares the cross-correlation coefficients detected by the correlation coefficient detection circuits 310, 311, 312, and 313 with a threshold value to determine whether the track to be determined has been recorded or not. determine whether there is
  • FIG. 4 is a diagram showing an impulse response waveform for recorded data of a discriminated track included in a reproduced waveform of a recorded or unrecorded discriminated track.
  • FIG. 5 shows an impulse response waveform for the recorded data of the outer track included in the reproduced waveform of the recorded or unrecorded track as the crosstalk component.
  • FIG. 6 shows an impulse response waveform for the recorded data of the inner track included in the reproduced waveform of the recorded or unrecorded track as the crosstalk component.
  • the impulse response to the recorded data of the discriminant target track is that the reproduced signals of the regions Ch1 to Ch6 are in phase with the recorded data, and the impulse response to the recorded data of the outer track, which is the crosstalk component. is in an anti-phase relationship between the reproduction signals of the areas Ch1 and Ch4, and the impulse response to the recording data of the inner track, which is the crosstalk component, has an anti-phase relationship between the reproduction signals of the areas Ch2 and Ch3.
  • FIG. 7 shows the correlation coefficient detection circuit 310 when the discriminant target track, the outer track, and the inner track are actually recorded (indicated by the symbol “ ⁇ ") or unrecorded (indicated by the symbol "-"). , 311, 312, and 313 are shown.
  • the reproduced signal has a positive correlation. If the track to be discriminated is unrecorded and one or both of the inner track and the outer track are recorded, since the reproduced signal between Chs mainly has an opposite phase relationship, the reproduced signal has only a negative side correlation. , it can be confirmed that both positive and negative correlations are obtained. If all of the discriminated track, the inner track, and the outer track are unrecorded, the reproduced signal contains only noise components, so the reproduced signal shows both the positive side correlation and the negative side correlation. You can check what you are getting.
  • the correlation coefficient is a normalized index, it is an index that is less susceptible to the AGC 301 in the reproduced signal decoding circuit 103 .
  • An information recording/reproducing device that enables stable discrimination between recorded tracks and unrecorded tracks on an optical disk with improved track density by using a track recorded/unrecorded discrimination signal obtained from a discrimination circuit 314; It is possible to provide an information recording/reproducing method.
  • the present disclosure can be applied to an information recording/reproducing apparatus that records/reproduces data on/from an optical disc.
  • REFERENCE SIGNS LIST 100 information recording/reproducing apparatus 101 information recording medium 102 optical head 103 reproduced signal decoding circuit 104 data demodulation circuit 105 error correction decoding circuit 106 recording/non-recording determination circuit 107 laser driving circuit 108 data modulation circuit 109 error correction encoding circuit 110 system controller 111 host 201 objective lens 202 laser mirror 203 division element 204 division pattern 205 reproduction photodetector 206 blue semiconductor laser 301 AGC 302 A/D converter 303 FIR filter circuit 304 addition circuit 305 Viterbi decoding circuit 306 LMS circuit 307 phase error detection circuit 308 loop filter circuit 309 VCO circuit 310, 311, 312, 313 correlation coefficient detection circuit 314 determination circuit

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Abstract

分割した再生用光検出器のチャンネル間の相関係数の関係を用いて記録、又は未記録トラックの判定を行うことによって、狭トラック状態においても、記録、又は未記録の状態を正確に判定することが可能となる。

Description

情報記録再生装置及び情報記録再生方法
　本開示は、情報が光学的に記録可能な情報記録面を有する情報記録媒体に対して、高密度記録をより安定に実現するための記録済み状態／未記録状態を正しく判別することのできる情報記録再生装置及び情報記録再生方法に関する。
　これまで、映像やデータ等を保存する情報記録媒体として、ＤＶＤ、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）　Ｄｉｓｃ（以下ＢＤ）などが使用されている。最近では、ＢＤは、重要なデータを信頼性の高いシステムで長期的に保存するデータアーカイバーにも使用されている。データアーカイバーは、主に業務用として発売されている商品で、より多くのデータが保存できるように、さらなる高密度化が必要とされている。
　記録容量を向上させる技術して、トラック密度を向上させる技術と、線密度を向上させる技術がある。
　トラック密度を向上させる技術として、ランド（溝間）－グルーブ（溝）記録再生技術がある。この技術は、既にＤＶＤ－ＲＡＭで用いられており、従来のグルーブまたはランドのみに記録されていたデータを、グルーブ及びランドの両方に記録することでトラック密度を向上させる。さらに、隣接トラックからのクロストーク成分を低減するクロストークキャンセル技術が開示されている（特許文献１参照）。この技術は、光ディスクからの反射光を複数の領域に分割して検出し、検出された複数の再生信号を、波形等化器を用いて所定の周波数特性の再生信号となるように合成するとともに、クロストーク成分を低減している。この技術により、さらにトラック密度を向上させることが可能となる。
　線密度を向上させる技術として、ＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ　Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）信号処理技術を用いることが一般的である。また、ＰＲＭＬ信号処理技術による再生性能を安定に発揮するため、高い線密度に対応できるＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ）技術も用いられる（特許文献２参照）。
　これらの技術により、光ディスクの記録容量の向上が図られている。
　光ディスクにデータを保存するためには、記録済みのトラック、未記録のトラックを区別する必要があり、例えば特許文献３では、光ディスクからの反射光の強度に比例する総光量信号の振幅をしきい値と比較することによって、記録済みのトラック、未記録のトラックの判別を行っていた。
　しかし、この技術では、トラック密度を向上させた光ディスクの場合、隣接トラックからのクロストーク成分が大きく、判別対象トラックが未記録の状態でも隣接トラックからのクロストークによって大きな再生信号振幅として見えてしまうため、未記録トラックを記録済みと判別してしまうという課題があった。
国際公開第２０１４／０５７６７４号 国際公開第２０１５／１０７５７３号 特開２０１３－１４３１７５号公報
　本開示は、トラック密度を向上した光ディスクに対して、記録済みトラック、未記録トラックの安定な判別を可能にする情報記録再生装置、及び情報記録再生方法を提供する。
　情報を情報記録媒体のトラックに記録再生を行うことができる情報記録再生装置であって、前記トラックに光ビームを照射し、検出した反射光に基づく再生信号を出力する光ヘッドと、前記再生信号から記録された情報を復号する復号回路と、前記トラックが記録状態又は未記録状態なのかを判別する記録・未記録判別回路とを備える情報記録再生装置。
　本開示の情報記録再生装置は、情報を情報記録媒体のトラックに記録再生を行うことができる情報記録再生装置であって、トラックに光ビームを照射し、検出した反射光に基づく再生信号を出力する光ヘッドと、再生信号から記録された情報を復号する復号回路と、トラックが記録状態又は未記録の状態なのかを判別する記録・未記録判別回路を備える。
　本開示における情報記録再生装置は、トラック密度を向上した光ディスクに対しても、トラックが記録状態なのか未記録状態なのかを正しく判別することに有効である。
実施の形態１における情報記録再生装置を示す図 実施の形態１における光ヘッドの構成を示す図 実施の形態１における再生信号復号回路及び記録・未記録判定器の構成を示すブロック図 再生波形における判別対象トラックの記録データとのインパルス応答波形を示す図 再生波形における外側トラックの記録データとのインパルス応答波形を示す図 再生波形における内側トラックの記録データとのインパルス応答波形を示す図 記録、未記録の状態ごとにおける相関係数検出値を示す図
　以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。
　なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
　（実施の形態１）
　図１は、本実施の形態における情報記録再生装置１００の構成を示すブロック図である。情報記録再生装置１００は、情報記録媒体１０１（例えば光ディスク）、光ヘッド１０２、レーザ駆動回路１０７、データ変調回路１０８、誤り訂正符号化回路１０９、再生信号復号回路１０３、データ復調回路１０４、誤り訂正復号回路１０５、システムコントローラ１１０、記録・未記録判別回路１０６を備える。
　情報記録再生装置１００は、ホスト１１１からの記録要求に応じて、情報記録媒体１０１に対してデータを記録する。情報記録媒体１０１には、内周から外周にかけてらせん状にトラックが形成される。トラックは、グルーブにより形成されるグルーブトラックと、隣接するグルーブトラックの間に形成されるランドトラックとからなる。データは、グルーブトラック及びランドトラックのいずれにも記録される。
　誤り訂正符号化回路１０９は、ホスト１１１から受け取った記録データに、誤り訂正するためのパリティを付加する。
　データ変調回路１０８は、誤り訂正符号化回路１０９で付加されたパリティを含む記録データを、所定の変調則にしたがって変調した変調信号を生成する。
　レーザ駆動回路１０７は、データ変調回路で生成された変調信号を光パルスに変換し、光ヘッド１０２を駆動し、光パルスに基づき光ビームを照射する。照射された光ビームの熱により、情報記録媒体１０１上にマークが形成される。このように、データは情報記録媒体１０１に記録される。
　一方、情報記録再生装置１００は、ホスト１１１からの再生要求に応じて、情報記録媒体１０１上に記録されたデータを再生する。
　光ヘッド１０２は、情報記録媒体１０１のトラックに光ビームを照射し、情報記録媒体１０１からの反射光を検出する。光ヘッド１０２は、検出した反射光に基づいて生成した電気信号を再生信号として出力する。
　再生信号復号回路１０３は、光ヘッド１０２が出力する再生信号を復号して復号信号を生成する。具体的には、再生信号復号回路１０３は、ＰＲＭＬ信号処理により復号信号を生成する。すなわち、再生信号復号回路１０３は、再生信号と期待値波形との比較を行い、再生信号に最も近い期待値波形を選択し、期待値波形の元となるデータを復号信号として出力する。
　データ復調回路１０４は、所定の変調則にしたがって、再生信号復号回路１０３で生成された復号信号から記録データを復調する。
　誤り訂正復号回路１０５は、データ復調回路１０４で復調された記録データの誤りを訂正し、正しい記録データを復元する。
　記録・未記録判別回路１０６は、情報記録媒体１０１上のトラックが記録済みの状態であるか、又は未記録の状態であるかの判別を行う。
　図２は、光ヘッド１０２の構成を示す図である。図２に示すように、光ヘッド１０２は、対物レンズ２０１、レーザミラー２０２、分割素子２０３、再生用光検出器２０５、青色半導体レーザ２０６を備える。
　青色半導体レーザ２０６は、波長４０５ｎｍの光ビームを出射する。光ビームは、レーザミラー２０２で反射されて、対物レンズ２０１で集光されて情報記録媒体１０１のトラック上に照射される。
　情報記録媒体１０１のトラック上で反射及び回折した反射光は、対物レンズ２０１、レーザミラー２０２の順番で透過する。分割素子２０３は、入力された光を複数の方向に分光する。再生用光検出器２０５は、分割素子２０３によって分光された光の各々を受光する。
　分割素子２０３は、面上に微細な溝が形成されることにより回折格子として作用する。分割素子２０３は、情報記録媒体１０１からの反射光が入光する領域を６つの領域Ｃｈ１～Ｃｈ６に分割した分割パターン２０４を有する。それぞれの領域を透過した反射光は、回折格子により異なる方向に分割される。再生用光検出器２０５は、分割素子２０３の各領域を透過して分割された６つの反射光の各々を受光する６つの受光領域を有する。再生用光検出器２０５は、各受光領域が受光した光量に応じて６つの再生信号を生成する。分割パターン２０４は、記録線方向（トラック方向）における両端が各々領域Ｃｈ５及び領域Ｃｈ６として分割されている。また分割パターン２０４は、記録線方向と垂直な方向である半径方向において、中央部が領域Ｃｈ１及び領域Ｃｈ２、両端が各々領域Ｃｈ３及び領域Ｃｈ４として分割されている。領域Ｃｈ１及び領域Ｃｈ２は、半径方向において、分割素子２０３の中心を挟んだ両側に、各々配置されている。言い換えると、領域Ｃｈ１及び領域Ｃｈ２は、分割素子２０３の中央部を記録線方向に対して左右に分割した一方の領域及び他方の領域である。領域Ｃｈ３は、半径方向において領域Ｃｈ１の外側に、領域Ｃｈ１と隣接して配置される。領域Ｃｈ４は、半径方向において領域Ｃｈ２の外側に、領域Ｃｈ２と隣接して配置される。なお、以下の説明において、領域Ｃｈ１を透過した光を再生用光検出器２０５の受光領域が受光して出力する再生信号を、領域Ｃｈ１の再生信号と呼称する。他の領域の再生信号についても同様である。
　再生用光検出器２０５が生成するこれら６つの再生信号は、再生信号復号回路１０３において、各再生信号に対して所定の演算を行って合成することにより、再生信号に含まれるクロストーク成分を低減しつつ、目標のトラックに記録された変調信号を復号して復号信号が生成される。
　図３は、再生信号復号回路１０３、記録・未記録判別回路１０６の構成を示すブロック図である。図３に示すように、再生信号復号回路１０３は、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ　Ｇａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）３０１、Ａ／Ｄコンバータ３０２、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ　Ｉｍｐｕｌｓｅ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタ回路３０３、加算回路３０４、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ　Ｍｅａｎ　Ｓｑｕａｒｅ）回路３０６、ビタビ復号回路３０５、位相誤差検出回路３０７、ループフィルタ回路３０８及びＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）回路３０９を備える。ＡＧＣ３０１、Ａ／Ｄコンバータ３０２及びＦＩＲフィルタ回路３０３は、再生用光検出器２０５が出力する再生信号の数に応じて各６つずつ構成される。
　ＡＧＣ３０１の各々は、Ａ／Ｄコンバータ３０２から出力される再生信号のあらかじめ設定された目標振幅になるように６つの再生信号の振幅の調整を各々行う。
　Ａ／Ｄコンバータ３０２の各々は、再生用光検出器２０５で生成された６つの再生信号の各々をデジタル信号に変換する。
　ＦＩＲフィルタ回路３０３の各々は、Ａ／Ｄコンバータ３０２から出力される６つのデジタル信号の各々に対して波形等化を行う。
　加算回路３０４は、ＦＩＲフィルタ回路３０３から出力される６つのデジタル信号を加算して１つのデジタル信号に合成する。
　ビタビ復号回路３０５は、合成されたデジタル信号から記録された変調信号をビタビ復号によって復号化し、復号信号を出力する。
　ＬＭＳ回路３０６は、ＦＩＲフィルタ回路３０３の各々のタップ係数を制御する。ＬＭＳ回路３０６は、ビタビ復号回路３０５による復号信号から求めた期待値波形と、加算回路３０４によって合成されたデジタル信号との誤差が小さくなるように、それぞれのＦＩＲフィルタ回路３０３のタップ係数を制御する。
　ＦＩＲフィルタ回路３０３は、適応等化フィルタとして動作する。これにより、再生信号復号回路１０３は、６つのデジタル信号から、クロストーク成分を低減すると共に、期待値波形に等しい周波数特性となるように波形等化されたデジタル信号を合成する。
　位相誤差検出回路３０７は、加算回路３０４によって合成されたデジタル信号と復号信号とから、ビタビ復号回路３０５において理想的なデジタル信号のサンプリング位相に対する位相誤差値を検出する。ループフィルタ回路３０８は、検出された位相誤差値をサンプリングクロックの周波数を制御する制御信号へ変換する。
　ＶＣＯ回路３０９は、ループフィルタ回路３０８から出力される制御信号に応じた周波数のサンプリングクロックを生成する。生成されたサンプリングクロックは、Ａ／Ｄコンバータ３０２のサンプリングタイミング及び以降の回路の動作タイミングを示すクロックとして用いられる。
　以上の構成により、再生信号復号回路１０３は、ビタビ復号回路３０５の復号処理に最適な条件となるように、デジタル信号からのクロストーク成分を含むノイズ成分の低減、波形の周波数特性の補正及びサンプリング位相の補正を行う。
　記録・未記録判別回路１０６は、相関係数検出回路３１０、３１１、３１２、３１３、判別回路３１４を備える。
　相関係数検出回路３１０は、分割素子２０３の分割パターン２０４において、領域Ｃｈ１の再生信号と領域Ｃｈ２の再生信号との相互相関係数を検出する。
　相関係数検出回路３１１は、分割素子２０３の分割パターン２０４において、領域Ｃｈ３の再生信号と領域Ｃｈ４の再生信号との相互相関係数を検出する。
　相関係数検出回路３１２は、分割素子２０３の分割パターン２０４において、領域Ｃｈ１の再生信号と領域Ｃｈ４の再生信号との相互相関係数を検出する。
　相関係数検出回路３１３は、分割素子２０３の分割パターン２０４において、領域Ｃｈ２の再生信号と領域Ｃｈ３の再生信号との相互相関係数を検出する。
　判別回路３１４は、相関係数検出回路３１０、３１１、３１２、３１３で検出された相互相関係数に対して、しきい値と比較することによって、判別対象のトラックが記録済み、又は未記録であるかの判別を行う。
　図４は、記録、未記録の判別対象トラックの再生波形に含まれる判別対象トラックの記録データに対するインパルス応答波形を示す図である。図５は、クロストーク成分として記録、未記録の判別対象トラックの再生波形に含まれる外側トラックの記録データに対するインパルス応答波形である。図６は、クロストーク成分として記録、未記録の判別対象トラックの再生波形に含まれる内側トラックの記録データに対するインパルス応答波形である。
　インパルス応答波形は、記録データと再生波形に対してそれぞれフーリエ変換を行い、フーリエ変換を行った結果を除算することによって、記録データから再生波形までの伝達特性を求め、さらにその除算結果を逆フーリエ変換することで得ることができる。
　図４～図６から、判別対象トラックの記録データに対するインパルス応答は、記録データに対して領域Ｃｈ１～Ｃｈ６の再生信号は同相の関係にあり、クロストーク成分である外側トラックの記録データに対するインパルス応答は、領域Ｃｈ１と領域Ｃｈ４の再生信号の間で逆位相の関係にあり、クロストーク成分である内側トラックの記録データに対するインパルス応答は、領域Ｃｈ２と領域Ｃｈ３の再生信号の間で逆位相の関係にあることがわかる。
　図７は、判別対象トラック、外側トラック、内側トラックが、実際に、記録済み（記号“○”で示す）、又は未記録（記号“－”で示す）の状態における、相関係数検出回路３１０、３１１、３１２、３１３の検出値を示したものである。
　判別対象トラックが記録済みの場合は、図４で示すインパルス応答の振幅が図５、６のクロストーク成分のインパルス応答の振幅より大きく、同相関係になる図４で示すインパルス応答の成分が主要になるため、再生信号は正の相関関係となる。判別対象トラックが未記録で、内側トラックあるいは外側トラックの一方又は両方が記録済みの場合は、Ｃｈ間における再生信号が逆位相関係のものが主要になるため、再生信号は負側のみの相関関係、正側の相関関係と負側の相関関係の両方を得ることが確認できる。また、判別対象トラック、内側トラック、外側トラックのすべてが未記録の場合には、再生信号にはノイズ成分しか含まれないため、再生信号は正側の相関関係と負側の相関関係の両方を得ていることが確認できる。
　また、相関係数は、正規化された指数であるため、再生信号復号回路１０３におけるＡＧＣ３０１の影響を受けにくい指標となる。
　図７より、相関係数検出回路３１０、３１１、３１２、３１３の検出値を判別回路３１４によってしきい値判定をすることによって、判別対象トラックの記録、未記録の状態を区別することが可能である。具体的には、負の相関関係が一つでもあれば、判別対象トラックは未記録であると判別する。４つの相関関係が全て正の場合は、誤検出を回避するために特定値(たとえば、０．２５)以上の相関関係があるときに判別対象トラックは記録済みと判断する。
　判別回路３１４から得られたトラック記録・未記録判別信号を用いることで、トラック密度を向上した光ディスクに対して、記録済みトラック、未記録トラックの安定な判別を可能にする情報記録再生装置、及び情報記録再生方法を提供することが可能となる。
　本開示は、光ディスクに対してデータの記録再生を行う情報記録再生装置に適用可能である。
　１００　情報記録再生装置
　１０１　情報記録媒体
　１０２　光ヘッド
　１０３　再生信号復号回路
　１０４　データ復調回路
　１０５　誤り訂正復号回路
　１０６　記録・未記録判別回路
　１０７　レーザ駆動回路
　１０８　データ変調回路
　１０９　誤り訂正符号化回路
　１１０　システムコントローラ
　１１１　ホスト
　２０１　対物レンズ
　２０２　レーザミラー
　２０３　分割素子
　２０４　分割パターン
　２０５　再生用光検出器
　２０６　青色半導体レーザ
　３０１　ＡＧＣ
　３０２　Ａ／Ｄコンバータ
　３０３　ＦＩＲフィルタ回路
　３０４　加算回路
　３０５　ビタビ復号回路
　３０６　ＬＭＳ回路
　３０７　位相誤差検出回路
　３０８　ループフィルタ回路
　３０９　ＶＣＯ回路
　３１０、３１１、３１２、３１３　相関係数検出回路
　３１４　判別回路

Claims (6)

  1. 　情報を情報記録媒体のトラックに記録再生を行うことができる情報記録再生装置であって、
    　前記トラックに光ビームを照射し、検出した反射光に基づく再生信号を出力する光ヘッドと、
    　前記再生信号から、前記トラックが記録状態又は未記録状態なのかを判別する記録・未記録判別回路とを備える情報記録再生装置。
  2. 　前記光ヘッドは、
    　　前記反射光を受けて複数の回折領域で複数の回折光を発生させる分割素子と、
    　　前記分割素子の前記複数の回折光を受光し、受光した前記複数の回折光の各々の光量に基づいて複数の前記再生信号を出力する光検出器とを備え、
    　前記記録・未記録判別回路は、前記複数の再生信号の間で相関係数を算出し、前記相関係数により、前記トラックが記録状態又は未記録状態なのかを判別することを特徴する、
    　請求項１に記載の情報記録再生装置。
  3. 　前記記録・未記録判別回路は、算出された複数の前記相関係数がすべて正の場合に、前記トラックが記録状態であると判別することを特徴とする、
    　請求項２に記載の情報記録再生装置。
  4. 　情報記録再生装置によって情報を情報記録媒体のトラックに記録再生を行うことができる情報記録再生方法であって、
    　前記情報記録再生装置は、
    　　前記情報記録媒体のトラックに光ビームを照射し、検出した反射光に基づく再生信号を出力する光ヘッドを備え、
    　前記情報記録再生方法は、
    　　前記再生信号から、前記トラックが記録状態又は未記録状態なのかを判別する情報記録再生方法。
  5. 　前記光ヘッドは、
    　　前記反射光を受けて複数の回折領域で複数の回折光を発生させる分割素子と、
    　　前記分割素子の前記複数の回折光を受光し、受光した前記複数の回折光の各々の光量に基づいて複数の前記再生信号を出力する光検出器とを備え、
    　前記情報記録再生方法は、
    　　前記複数の再生信号の間で相関係数を算出し、
    　　前記相関係数により、前記トラックが記録状態又は未記録状態なのかを判別することを特徴する、
    　請求項４に記載の情報記録再生方法。
  6. 　算出された複数の前記相関係数がすべて正の場合に、前記トラックが記録状態であると判別することを特徴とする、
    　請求項５に記載の情報記録再生方法。
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