(57)【要約】      （修正有）【課題】高線密度化した光ディスクに記録されたデータの信頼性の評価を可能にする光ディスク評価方法及び光ディスク装置を提供する。【解決手段】光ディスク評価方法において、光ディスク装置の品質評価回路１１０は、等化信号と期待波形の誤差電力を測定する誤差電力測定回路と、系列パターン別に等化信号の振幅の分散を測定するランダム成分測定回路と、誤差電力とランダム成分電力の差から非ランダム成分電力を算出する非ランダム成分測定回路と、を備える。【選択図】図２
2020170576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク上のトラックに記録されたデータを再生した再生信号の品質を評価する光ディスク評価方法であって、
所定の周波数特性に近づくように前記再生信号を等化した等化信号を生成する適応等化ステップと、
前記等化信号から復号信号を生成する最尤復号ステップと、
前記復号信号から前記等化信号に対応する期待波形を生成する期待波形生成ステップと、
前記等化信号と前記期待波形の誤差電力を測定する誤差電力測定ステップと、
トラックへのレーザ照射による記録及び再生において再生信号に発生するトラック線方向の前後干渉幅より広い幅での前記復号信号の系列パターン別に前記等化信号の振幅の分散である第１のランダム成分電力を測定する第１のランダム成分測定ステップと、
前記系列パターン別に前記再生信号の振幅の分散である第２のランダム成分電力を測定する第２のランダム成分測定ステップと、
前記誤差電力と前記第１のランダム成分電力の差から非ランダム成分電力を算出する日ランダム成分測定ステップと、
から構成されることを特徴とする光ディスク評価方法。
【請求項２】
前記第１のランダム成分電力と前記第２のランダム成分電力の差から、前記期待波形に対する前記再生信号の周波数特性不足量を評価することを特徴とする請求項１記載の光ディスク評価方法。
【請求項３】
前記非ランダム成分電力の測定値から光ディスク上のトラックへの記録状態の品質を評価することを特徴とする請求項１記載の光ディスク評価方法。
【請求項４】
前記第１のランダム成分電力の測定値から光ディスク及び光ディスク装置の性能劣化度を評価することを特徴とする請求項１記載の光ディスク評価方法。
【請求項５】
光ディスク上のトラックにデータを記録再生する光ディスク装置であって、
前記トラックにレーザを照射し、反射光から再生信号を検出する光ヘッドと、
前記光ヘッドのレーザ出力を制御することで前記トラックに前記データを記録する記録回路と、
前記再生信号から前記データを再生する再生回路と、
前記光ヘッドと前記記録回路と前記再生回路を制御するコントローラとを備え、
前記再生回路は、
所定の周波数特性に近づくように前記再生信号を等化した等化信号を生成する適応等化回路と、
前記等化信号から復号信号を生成する最尤復号回路と、
前記復号信号から前記等化信号に対応する期待波形を生成する期待波形生成回路と、
前記等化信号と前記期待波形の誤差電力を測定する誤差電力測定回路と、
トラックへのレーザ照射による記録及び再生において再生信号に発生するトラック線方向の前後干渉幅より広い幅での前記復号信号の系列パターン別に前記等化信号の振幅の分散である第１のランダム成分電力を測定する第１のランダム成分測定回路と、
前記系列パターン別に前記再生信号の振幅の分散である第２のランダム成分電力を測定する第２のランダム成分測定回路と、
前記誤差電力と前記第１のランダム成分電力の差から非ランダム成分電力を算出する日ランダム成分測定回路と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】
前記コントローラは、前記第１のランダム成分電力と前記第２のランダム成分電力の差から、前記期待波形に対する前記再生信号の周波数特性不足量を評価することを特徴とする請求項５記載の光ディスク装置。
【請求項７】
前記コントローラは、前記周波数特性不足量が所定より大きい場合、光ディスク上のトラックに前記データを記録するときのレーザ発光波形の条件の補正を行うことを特徴とする請求項６記載の光ディスク装置。
【請求項８】
前記コントローラは、前記非ランダム成分電力の測定値から光ディスク上のトラックへの記録状態の品質を評価することを特徴とする請求項５記載の光ディスク装置。
【請求項９】
前記コントローラは、前記非ランダム成分電力が所定より大きい場合、光ディスク上のトラックに前記データを記録するときのレーザ照射パワーの補正を行うことを特徴とする請求項８記載の光ディスク装置。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記第１のランダム成分電力の測定値から光ディスク及び光ディスク装置の性能劣化度を評価することを特徴とする請求項５記載の光ディスク装置。
【請求項１１】
前記コントローラは、前記性能劣化度が所定より大きい場合、異なる光ディスクへの前記データのコピーあるいは当該光ディスク装置の交換の通知を行うことを特徴とする請求項１０記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光学的にデータが記録される光ディスクの評価方法及び光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、映像またはデータ等を保存する情報記録媒体として、ＤＶＤまたはＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク（以下、ＢＤとする）等多くの種類の光ディスクが使用されている。データの保存時のスペース効率の観点から、光ディスクのコストを上げずに、体積当たりの記録容量を向上させる技術として、線密度を向上させる技術とトラック密度を向上させる技術とがある。
【０００３】
線密度を向上させる技術として、Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍｏｓｔ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ（以下、ＰＲＭＬ）信号処理技術が広く用いられている。光ディスクのトラックには、マークとスペースで表現される２値信号が記録される。この２値信号を再生する際には、光ビームでの検出の周波数特性により、検出された再生信号は低域周波数に帯域制限される。これは、光ビームの回折限界のサイズに従って、複数のマークとスペースが同時に読み出されてしまうために発生するものであり、符号間干渉と呼ばれる。ＰＲＭＬ信号処理技術は、符号間干渉を前提とした期待波形と再生信号波形とを比較及び選択することで記録されている２値信号を推定する最尤復号技術の一つである。線密度を向上させるに従い、符号間干渉の幅を拡張したＰＲＭＬ信号処理技術が用いられてきた。
【０００４】
また、トラック密度を向上させる技術として、特許文献１に示すように、光ディスクからの反射光を分割して検出する光ピックアップと、分割して検出された複数の再生信号を組み合わせる信号処理を組み合わせたクロストーク低減技術がある。複数の再生信号を組み合わせる信号処理をＦＩＲフィルタで構成することにより、クロストークを低減しながら、ＰＲＭＬ信号処理技術における期待波形に近づくように再生信号波形を等化することもできる。
【０００５】
光ディスクに記録された記録状態の信頼性を評価するため、特許文献２示すように、ＰＲＭＬ信号処理技術に基づいた評価指標が用いられている。さらなる高密度化が進むと、トラック上に形成されるマークの微小な歪が、ＰＲＭＬ信号処理技術による再生に与える影響が無視できなくなってくる。このような歪は、記録した２値信号のパターンに依存しているなど非線形性を有しており、ＰＲＭＬ信号処理技術による復号結果のエラーレートを悪化させやすい。ＰＲＭＬ信号処理技術では、復号するための期待値信号に対し、再生信号に近づくように適応的な補正処理を行うことにより非線形性に対応して、エラーレートの悪化を最小限に抑えている。従来の評価指標では、エラーレートに相関性が高くなるように、このような補正処理を行った後の状態で測定していた。しかし、さらなる高密度条件においては、非線形性がエラーレートに与える影響が非常に大きくなるため、ノイズによるランダム成分の評価に加え、非線形性の影響も適切に評価する必要があり、従来の評価指標では、これらの影響度を分離して評価することができない。
【０００６】
ＢＤあるいはこれより高密度の光ディスクは、重要なデータを信頼性の高いシステムによって長期的に保存するストレージ装置にも使用されている。今後、より多くのデータを保存できるように、さらなる高密度化が必要とされており、ノイズの少ない光ディスクやデータの記録線密度を高める多値記録技術が開発されている。また、ストレージ装置に用いられる高密度化した光ディスクの長期にわたる記録状態の信頼性を評価できる評価指標も必要となる。長期にわたる保存期間中において、光ディスクの表面上の汚れなどにより再生信号のＳ／Ｎ比が悪化するような状況にはランダム成分の評価が適しており、頻繁に再生したことにより光ディスクのトラックに記録されたマークの形状に歪が生じるような状況には非線形性の評価が必要となってくる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５９２７５６１号公報
【特許文献２】国際公開第２０１８／０４２８１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本開示は、高線密度化した光ディスクに記録されたデータの記録状態の信頼性評価を可能にする光ディスク評価方法及び光ディスク装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示における光ディスク評価方法は、光ディスク上のトラックに記録されたデータを再生した再生信号の品質を評価する光ディスク評価方法であって、所定の周波数特性に近づくように前記再生信号を等化した等化信号を生成する適応等化ステップと、前記等化信号から復号信号を生成する最尤復号ステップと、前記復号信号から前記等化信号に対応する期待波形を生成する期待波形生成ステップと、前記等化信号と前記期待波形の誤差電力を測定する誤差電力測定ステップと、トラックへのレーザ照射による記録及び再生において再生信号に発生するトラック線方向の前後干渉幅より広い幅での前記復号信号の系列パターン別に前記等化信号の振幅の分散である第１のランダム成分電力を測定する第１のランダム成分測定ステップと、前記系列パターン別に前記再生信号の振幅の分散である第２のランダム成分電力を測定する第２のランダム成分測定ステップと、前記誤差電力と前記第１のランダム成分電力の差から非ランダム成分電力を算出する日ランダム成分測定ステップとから構成されることを特徴とする。
【００１０】
また、前記第１のランダム成分電力と前記第２のランダム成分電力の差から、前記期待波形に対する前記再生信号の周波数特性不足量を評価してもよい。
また、前記非ランダム成分電力の測定値から光ディスク上のトラックへの記録状態の品質を評価してもよい。
また、前記第１のランダム成分電力の測定値から光ディスク及び光ディスク装置の性能劣化度を評価してもよい。
本開示における光ディスク装置は、光ディスク上のトラックにデータを記録再生する光ディスク装置であって、前記トラックにレーザを照射し、反射光から再生信号を検出する光ヘッドと、前記光ヘッドのレーザ出力を制御することで前記トラックに前記データを記録する記録回路と、前記再生信号から前記データを再生する再生回路と、前記光ヘッドと前記記録回路と前記再生回路を制御するコントローラとを備え、前記再生回路は、所定の周波数特性に近づくように前記再生信号を等化した等化信号を生成する適応等化回路と、前記等化信号から復号信号を生成する最尤復号回路と、前記復号信号から前記等化信号に対応する期待波形を生成する期待波形生成回路と、前記等化信号と前記期待波形の誤差電力を測定する誤差電力測定回路と、トラックへのレーザ照射による記録及び再生において再生信号に発生するトラック線方向の前後干渉幅より広い幅での前記復号信号の系列パターン別に前記等化信号の振幅の分散である第１のランダム成分電力を測定する第１のランダム成分測定回路と、前記系列パターン別に前記再生信号の振幅の分散である第２のランダム成分電力を測定する第２のランダム成分測定回路と、前記誤差電力と前記第１のランダム成分電力の差から非ランダム成分電力を算出する日ランダム成分測定回路とを有することを特徴とする。
また、前記コントローラは、前記第１のランダム成分電力と前記第２のランダム成分電力の差から、前記期待波形に対する前記再生信号の周波数特性不足量を評価してもよい。
また、前記コントローラは、前記周波数特性不足量が所定より大きい場合、光ディスク上のトラックに前記データを記録するときのレーザ発光波形の条件の補正を行ってもよい。
また、前記コントローラは、前記非ランダム成分電力の測定値から光ディスク上のトラックへの記録状態の品質を評価してもよい。
また、前記コントローラは、前記非ランダム成分電力が所定より大きい場合、光ディスク上のトラックに前記データを記録するときのレーザ照射パワーの補正を行ってもよい。
また、前記コントローラは、前記第１のランダム成分電力の測定値から光ディスク及び光ディスク装置の性能劣化度を評価してもよい。
また、前記コントローラは、前記性能劣化度が所定より大きい場合、異なる光ディスクへの前記データのコピーあるいは当該光ディスク装置の交換の通知を行ってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本開示における光ディスク評価方法及び光ディスク装置は、高線密度化した光ディスクに記録されたデータの記録状態の信頼性評価を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１における光ディスク装置の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１における再生信号復号回路と品質評価回路の構成を示すブロック図
【図３】トラックへのマークとスペースの記録の状態を示す図
【図４】トラックに記録されたマークとスペースを検出した再生信号を示す図
【図５】等化信号と期待波形の誤差のヒストグラムを示す図
【図６】等化信号のパターン別に分類した振幅のヒストグラムを示す図
【図７】品質評価回路の測定値を示す図
【図８】トラック位置毎に品質評価回路の測定値を取得した結果を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。ただし、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。
【００１４】
なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１５】
（実施の形態１）
［１．構成］
図１は、本実施の形態１における光ディスク装置１０の構成図である。図１に示すように、光ディスク装置１０は、光ヘッド１０１、スピンドルモータ１０２、サーボコントローラ１０３、記録回路１０４、変調回路１０５、誤り訂正符号化回路１０６、再生信号復号回路１０７、復調回路１０８、誤り訂正復号回路１０９、品質評価回路１１０、Ｉ／Ｆ回路１１１、バッファメモリ１１２、システムコントローラ１１３及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１１４を備える。
【００１６】
光ディスク装置１０は、光ディスク１００に対してユーザデータの記録及び再生を行う。光ディスク１００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。グルーブトラック及びランドトラックのいずれにもユーザデータを記録することができる。
【００１７】
スピンドルモータ１０２は、光ディスク１００を回転させる。光ヘッド１０１は、光ディスク１００に光ビームを照射することにより、光ディスク１００へのユーザデータの記録及び光ディスク１００からのユーザデータの再生を行う。
【００１８】
サーボコントローラ１０３は、光ヘッド１０１及びスピンドルモータ１０２を制御し、光ヘッド１０１から光ディスク１００に照射された光ビームを光ディスク１００上に設けられたトラックに集光して走査する制御、及び、目的のトラックにアクセスする移動制御を行う。サーボコントローラ１０３は、光ヘッド１０１が光ディスク１００を所定の線速度で走査するように、光ヘッド１０１の位置とスピンドルモータ１０２の回転数とを制御する。
【００１９】
Ｉ／Ｆ回路１１１は、光ディスク１００に記録するユーザデータをホスト１１５から受け取り、バッファメモリ１１２に格納する。また、Ｉ／Ｆ回路１１１は、光ディスク１００から再生し得られたバッファメモリ１１２に格納されているユーザデータをホスト１１５へ送る。他の内部ブロックに対してバッファメモリ１１２に格納されたユーザデータなどを送出したり、逆に、他の内部ブロックから受け取ったユーザデータなどをバッファメモリ１１２に格納することも行う。
【００２０】
誤り訂正符号化回路１０６は、Ｉ／Ｆ回路１１１から受け取ったユーザデータに、誤り訂正するためのパリティコードを付加して符号化データを生成する。
【００２１】
変調回路１０５は、誤り訂正符号化回路１０６からの符号化データを受け取り、所定の変調符号に従って変調した変調信号を生成する。
【００２２】
記録回路１０４は、変調信号を記録パルス信号に変換し、光ヘッド１０１の光ビームを駆動する。照射された光ビームの熱により、光ディスク１００上にマークが形成される。
【００２３】
一方、光ディスク１００上に記録されたユーザデータは、再生信号復号回路１０７、復調回路１０８、誤り訂正復号回路１０９によって再生される。
【００２４】
光ヘッド１０１は、光ディスク１００に光ビームを照射し、光ディスク１００からの反射光を検出する。光ヘッド１０１は検出した反射光に基づいて再生信号を出力する。
【００２５】
再生信号復号回路１０７は、再生信号を復号して復号信号を生成する。具体的には、再生信号と期待値波形との比較から最も近い期待値波形を選択し、期待値波形の元となるパターン信号を復号信号として出力するＰＲＭＬ信号処理を行う。期待値波形の特性は、光ビームでの検出の周波数特性による帯域制限の影響を加味したものとする。
【００２６】
復調回路１０８は、所定の変調符号に従って、復号信号から符号化データを復調する。
【００２７】
誤り訂正復号回路１０９は、復調された符号化データの誤りを訂正し、ユーザデータを復元する。
【００２８】
品質評価回路１１０は、再生信号に付加されたノイズ量などを測定する。この測定結果から、光ディスク１００のトラックに対するユーザデータの記録状態や、光ヘッド１０１の光ビームの光ビームの出力状態を判定することができる。
【００２９】
ＲＯＭ１１４は、フラッシュメモリで構成される。ＲＯＭ１１４は、システムコントローラ１１３が光ディスク装置１０全体を制御するためのプログラムを記憶する。
【００３０】
システムコントローラ１１３は、ＲＯＭ１１４に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各回路の制御及びホスト１１５との通信の制御を行う。なお、図１においては便宜上、システムコントローラ１１３から各構成要素に対する制御を示す矢印を省略している。本実施の形態における光ディスク装置１０のシステムコントローラ１１３は、ユーザデータの記録及び再生に関連する各回路の動作を制御する。
【００３１】
図２は、再生信号復号回路１０７と品質評価回路１１０の詳細を示す構成図である。
【００３２】
再生信号復号回路１０７は、プリアンプ回路２００、Ａ／Ｄ変換回路２０１、多入力適応等化フィルタ回路２０２、最尤復号回路２０３、期待波形生成回路２０４とから構成される。品質評価回路１１０は、加算回路２０５、適応等化フィルタ回路２０６、誤差測定回路２０７、ランダム成分測定回路２０８、非ランダム成分測定回路２０９とから構成される。
【００３３】
プリアンプ回路２００には、光ヘッド１０１から再生信号が入力される。光ヘッド１０１では、光ディスク１００からの反射光を、領域を３つに分割した受光部で検出し、３つの再生信号を出力する。プリアンプ回路２００は、これらの再生信号に対し、不要な高周波ノイズを低減するローパスフィルタ処理と、振幅を調整するゲイン処理を施す。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換回路２０１は、プリアンプ回路２００が出力した再生信号をサンプリングしたデジタル再生信号へと変換する。サンプリングのタイミングには、前記変調信号の１チャネルビット周期に相当するチャネルクロックを用いる。
【００３５】
ＰＲＭＬ信号処理は、多入力適応等化フィルタ回路２０２と、最尤復号回路２０３と、期待波形生成回路２０４により実現される。
【００３６】
多入力適応等化フィルタ回路２０２は、ＦＩＲフィルタで構成され、３つのデジタル再生信号を合成して、ＰＲＭＬ信号処理の期待波形に近い周波数特性になるように等化した等化信号を出力する。多入力適応等化フィルタ回路２０２は、等化するとともに、隣接するトラックから漏れこんで検出されたクロストーク成分の低減も行う。
【００３７】
最尤復号回路２０３は、等化信号にもっとも近い期待波形を選択し、選択した期待波形に対応する変調信号を復号信号として出力する。
【００３８】
期待波形生成回路２０４は、復号信号に対応した期待波形を生成する。期待波形は、多入力適応等化フィルタ回路２０２において、ＦＩＲフィルタの係数を適応的に制御するために用いられる。
【００３９】
加算回路２０５は、３つのデジタル再生信号を加算した加算デジタル再生信号を出力する。
【００４０】
適応等化フィルタ回路２０６は、ＦＩＲフィルタで構成され、ＰＲＭＬ信号処理の期待波形に近い周波数特性になるように等化した加算等化信号を出力する。また、適応等化フィルタ回路２０６は、多入力適応等化フィルタ回路２０２と違い、クロストーク成分を低減する効果は持たない。
【００４１】
誤差測定回路２０７は、多入力適応等化フィルタ回路２０２が出力する等化信号と期待波形との誤差電力、及び適応等化フィルタ回路２０６が出力する加算等化信号と期待波形との誤差電力を測定する。
【００４２】
ランダム成分測定回路２０８は、等化信号と加算等化信号と等化前の加算信号のそれぞれに対し、最尤復号回路２０３が出力した復号信号の所定時間区間の信号パターン別に分類して、信号振幅の分散値を測定する。この分散値は、等化信号と加算等化信号と加算信号のそれぞれに付加されているノイズの内のランダム成分電力を示している。
【００４３】
非ランダム成分測定回路２０９は、誤差測定回路２０７により測定された誤差電力と、ランダム成分測定回路２０８により測定されたランダム成分電力の差を求める。この差は、等化信号と加算等化信号のそれぞれに付加されているノイズの内の非ランダム成分電力を示している。
【００４４】
システムコントローラ１１３は、品質評価回路１１０から誤差電力、ランダム成分電力、非ランダム成分電力の測定結果を取得し、光ディスク１００のトラックに対するユーザデータの記録状態や、光ヘッド１０１の光ビームの光ビームの出力状態を判定を行う。
【００４５】
［２．動作］
次に、本実施の形態における光ディスク装置１０の動作について説明する。
【００４６】
まず、本実施の形態における光ディスク装置１０による光ディスク１００のデータゾーンのトラックへの記録動作について説明する。
【００４７】
Ｉ／Ｆ回路１１１は、ホスト１１５から送信されたユーザデータと記録先の論理アドレスを取得する。ユーザデータは所定の単位のデータブロックに分割され、データブロック毎に誤り訂正符号化回路１０６へと送られる。
【００４８】
誤り訂正符号化回路１０６は、データブロック単位のユーザデータに、再生時の誤りを訂正するためのパリティコードを付加して符号化データとする。
【００４９】
変調回路１０５は、パリティコードが付加された符号化データを、所定の変調符号則に従って変調信号に変調する。
【００５０】
記録回路１０４は、変調信号に従って光ディスク１００のトラック上にマークを形成する。図３は、２値の変調信号に対応して、マーク及びスペースとして記録した状態を示している。変調信号系列３０１の値が１の区間をマークとして記録するため、対応した区間においてレーザ発光波形３０２に示すようなパワーと時間幅で発光させる。マークの始端や終端の形状を制御するために、始端位置では高いパワーにしたり、終端位置では低いパワーにする。レーザ発光波形３０２によって、トラック３０３には記録マーク３０４が形成される。この結果、記録マーク３０４の部分は１、スペース３０５の部分は０のように２値に定義した状態で変調信号が記録される。しかしながら、図３に示すように、トラック幅に対して１チャネルビット長が非常に短くなる高線密度化された条件では、トラック３０３に形成される記録マーク３０４とスペース３０５の長さが、変調信号系列３０１の２値のパターンに対してずれを生じることになる。このずれは、再生時に期待波形との誤差となり、変調信号系列３０１のパターンに依存した非ランダム成分として現れる。
【００５１】
システムコントローラ１１３は、上記の記録動作を制御する。システムコントローラ１１３は、光ディスク１００上に記録する位置を決定し、サーボコントローラ１０３を制御して光ヘッド１０１を目的位置に移動させる。目的位置となるトラックに到達する前に、誤り訂正符号化回路１０６を動作させる。目的位置に到達したところから、変調回路１０５、記録回路１０４を動作させて記録を行う。
【００５２】
次に、本実施の形態における光ディスク装置１０の再生動作について説明する。
【００５３】
再生信号復号回路１０７は、図４に示すように、光ヘッド１０１が出力する再生信号をＰＲＭＬ信号処理により復号して復号信号を生成する。復調回路１０８は、復号信号を変調符号則に従って復調し、誤り訂正復号回路１０９は、復調された符号化データの誤りを訂正してユーザデータを復元する。
【００５４】
システムコントローラ１１３は、上記の再生動作を制御する。システムコントローラ１１３は、サーボコントローラ１０３を制御して光ヘッド１０１を目的位置に移動させる。目標位置に到達したときに、再生信号復号回路１０７と復調回路１０８とを動作させ、続いて誤り訂正復号回路１０９を動作させてユーザデータを復元する。復元されたユーザデータはバッファメモリ１１２に格納されており、Ｉ／Ｆ回路１１１を通して、ホスト１１５へとユーザデータを送出することで再生動作が完了する。
【００５５】
図４は、図３に示すように記録されたトラックを再生したときの状態を示している。トラック３０３には記録マーク３０４が形成されたおり、光ヘッド１０１により再生信号として検出される。再生信号は、再生信号復号回路１０７により復号信号３０８として復号される。実線で示す等化信号３０６は、多入力適応等化フィルタ回路２０２から出力される。破線で示す期待波形３０７は、期待波形生成回路２０４が復号信号３０８から生成したものである。
【００５６】
誤差測定回路２０７は、等化信号３０６と期待波形３０７の差から誤差電力Ｗを測定する。例えば、所定の単位のデータブロックに相当する長さＬの区間において測定される。誤差電力Ｗは以下の式で求められる。
【００５７】
【数１】
2020170576.tif 000003
【００５８】
適応等化フィルタ回路２０６から出力される加算等化信号Ｓａと期待波形３０７との差の誤差電力Ｗａも同様に求められる。多入力適応等化フィルタ回路２０２により、クロストーク成分が低減される効果により、誤差電力ＷａよりもＷの方が小さくなる。これらの誤差電力の差であるＷａ−Ｗを低減できたクロストーク成分量Ｃと評価することができる。図３に示した記録状態において、隣接するトラックでの記録マーク３０４がトラック幅方向大きく広がるほどにクロストーク成分として大きく見えるようになる。クロストーク成分量Ｃが所定の値より大きくならないように、レーザ発光波形３０２の発光パワーや発光幅を制御することで、良好に再生することができる記録状態の品質を確保することができる。
【００５９】
図５は、等化信号３０６と期待波形３０７の誤差のヒストグラムを示している。加算等化信号の場合にも同様である。図３と図４に示すように、誤差はレーザノイズや回路ノイズなどのランダム成分だけでなく、記録した変調信号系列のパターンに依存した非ランダム成分も含む。特に、小さいマークやスペースのパターンは適切な大きさに記録することが困難であり、ずれが発生しやすい。また、小さいマークやスペースのパターンは周波数が高い再生信号成分であり、期待波形に近づけるための高周波数帯の等化処理と、レーザノイズや回路ノイズなどのランダム成分の低減処理とのトレードオフになりやすく、等化処理の不足としてもずれが残留しやすい。図５のヒストグラムにおいて、全部の誤差のヒストグラムに含まれるパターンＡの誤差のヒストグラムは、誤差の平均値がほぼゼロであり、前述のようなずれはないパターンである。一方、パターンＢの誤差のヒストグラムは、誤差の平均値がゼロではなく、ずれが発生していると言える。パターンＢの誤差の平均値はずれているが、そのランダム成分の量を示す分散はパターンＡと大きく変わらない。このような違いを測定することにより、記録状態や再生条件の品質を定量的かつ劣化状態を判別して評価することができる。
【００６０】
図６は、ランダム成分の量を測定するため、パターン別に等化信号の振幅を統計評価するヒストグラムを示している。これも加算等化信号、加算信号に対しても同様である。図５のように、期待波形との誤差ではなく、等化信号の振幅そのものを統計評価している。期待波形との差は、それぞれのパターンの分布の平均値と振幅期待値との差として表れる。図６では、パターンＡとパターンＣの分布の平均値は、それぞれの振幅期待値との差は小さく、パターンＢの分布の平均値は振幅期待値とのずれが発生している。ランダム成分は、このような平均値のずれではなく、それぞれの分布の分散に相当する。ランダム成分測定回路２０８は、Ｐ種類のパターン別に分布の分散Ｒpを測定し、それら分散の平均値をランダム成分電力Ｒとして、以下の式のとおり算出する。
【００６１】
【数２】
2020170576.tif 000004
【００６２】
適応等化フィルタ回路２０６から出力される加算等化信号Ｓａ、等化前の加算信号Ｓｒについても、ランダム成分電力Ｒａ、Ｒｒが同様に求められる。等化信号のランダム成分電力Ｒと加算等化信号のランダム成分電力Ｒａとの差から、多入力適応等化フィルタにおけるクロストーク成分の低減とランダム成分の低減の効果を知ることができる。また、等化前の加算信号のランダム成分電力Ｒｒと等化後の加算等化信号のランダム成分電力Ｒａの差から、再生信号と期待波形の周波数特性の違いが分かる。ＲｒとＲａがほぼ同じ値である場合は、再生信号の周波数特性が期待波形に近い状態であり、ＲｒよりＲａが大きくなっている場合は、再生信号の周波数特性が期待波形より低いということが分かる。このとき、ランダムなノイズの影響が大きく、エラーレートの悪化につながりやすい。再生信号の周波数特性は、小さいマークとスペースの記録状態のずれ、もしくは光ヘッド１０１の収差に起因することが多い。従って、小さいマークとスペースの記録条件の最適化、光ヘッド１０１の集光状態が良くなるようにサーボ条件の最適化を行うことが望ましい。
ランダム成分測定回路２０８において、ランダム成分を適切に測定するためには、パターン依存性が存在する条件を十分に分類できるようにする必要がある。パターン依存性の要因としては、トラックに記録する際の熱の伝播による熱干渉、再生する際の光ヘッド１０１の光学分解能の特性による符号間干渉が挙げられる。測定するときは、これら両方の影響を含むため、パターンを分類する条件として熱干渉幅と符号間干渉幅を加算した区間長さをとることが望ましい。光学分解能の限界の長さ（回折限界）は、光ヘッド１０１のレーザの波長λと対物レンズの開口数Ｎによりλ／（２×Ｎ）である。例えば、λが４０５ｎｍ、開口数Ｎが０．８５の場合は、長さが２３８．２ｎｍとなる。これに対し、１チャネルビット長が５０ｎｍの場合には、再生時の符号間干渉幅は４．７６チャネルビットになる。記録時の熱干渉の幅は、レーザ発光波形によっても変わるが、再生時の符号間干渉と同程度の幅まで広がる可能性もある。従って、この場合には、パターンを分類する長さとして９チャネルビット長とすればよいと言える。
非ランダム成分測定回路２０９は、誤差電力Ｗとランダム成分電力Ｒの差として、非ランダム成分電力Ｄ（Ｄ＝Ｗ−Ｒ）を算出する。加算等化信号における誤差電力Ｗａとランダム成分電力Ｒａの差として、その非ランダム成分電力Ｄａも算出される。非ランダム成分電力は、前述のパターン別の振幅平均値のずれの成分を含む。従って、小さいマークやスペースのパターンのずれが等化できずに残った場合、レーザノイズや回路ノイズなどのランダム成分が非常に大きく期待波形相当に高周波数帯を等化できずに残った場合に、非ランダム成分電力が大きくなる。適応等化フィルタ回路２０６では、クロストーク成分を低減できないことが等化不足として影響し、非ランダム成分電力が大きくなる。非ランダム成分電力が大きくなる要因は複数あるが、光ディスクへの記録と再生が可能な一定の範囲内の条件においては、概ね記録条件のずれが支配的である。従って、非ランダム成分電力が大きい場合には、パターン毎のレーザ発光波形３０２の条件を適切に調整する必要がある。
図８は、品質評価回路１１０によって測定された各値の一例を示している。誤差電力ＷとＷａの値の差から、クロストーク成分量Ｃ＝０．０００２７３となる。Ｗａの約４４％をクロストーク成分が占めており、多入力適応等化フィルタ回路２０２によるクロストーク成分の低減効果としても評価することができる。等化前の加算信号のランダム成分電力Ｒｒに対し、等化後のランダム成分電力Ｒが約１．４倍大きくなっている。このことから、多入力適応等化フィルタ回路２０２において、ランダムなノイズ成分が信号成分とともに大きくされたことが分かる。すなわち、再生信号の周波数特性が期待波形より低い状態にあり、その信号電力としては約０．７１倍不足していると評価することができる。また、非ランダム成分電力Ｄがランダム成分電力Ｒよりも大きい状態にある。このことから、記録条件のずれのさらなる調整により改善できる余地が全体の誤差電力Ｗの内に約５６％存在していると評価することができる。
【００６３】
システムコントローラ１１３は、品質評価回路１１０から誤差電力、ランダム成分電力、非ランダム成分電力の測定結果を取得し、光ディスク１００のトラックに対するユーザデータの記録状態や、光ヘッド１０１の光ビームの光ビームの出力状態を判定を行う。図８は、光ディスク１００の各トラック位置におけるランダム成分電力と非ランダム成分電力の測定値を示している。図８に示すように、非ランダム成分電力が特に大きい区間がある。この区間において、ユーザデータを記録する際に、レーザ発光パワーが所定のパワーからずれているまま記録し、歪みをもった記録状態になったと判定することができる。また、ランダム成分が大きくなっている区間がある。この区間では、ユーザデータを記録する際、もしくは再生する際に、トラックへのフォーカス状態などサーボ条件のずれが一時的に大きくなり、ランダムなノイズ成分が大きくなったと判定することができる。さらに、同じ光ディスクを継続的に再生して品質評価回路１１０から測定結果を取得した際、ランダム成分電力が増加することがある。光ディスク上のマークの記録状態は非常に安定であるため、このような場合には、光ヘッド１０１のレーザ出力の劣化やレンズの汚れ、あるいは光ディスク表面への汚れの付着など、反射光量の低減をもたらす状態になっていると判定することができる。以上のような判定をふまえて、部分的に悪い区間に対しては、異なるトラックにユーザデータを再度記録することで、適切に信頼性を確保することができる。また、全体的に悪化傾向が見られる場合には、光ディスク装置の交換や、別の光ディスクへのユーザデータのコピーなどにより、ユーザデータを失うことなく信頼性を確保することができる。
【００６４】
［３．効果等］
以上に示したように、本実施の形態１において、光ディスク１００と光ディスク装置１０によれば、高密度化にともなって影響が大きくなる非線形な誤差成分を分離して評価することができる。また、長期にわたる保存期間中において、光ディスクの表面上の汚れなどにより再生信号のＳ／Ｎ比が悪化するような状況や、頻繁に再生したことにより光ディスクのトラックに記録されたマークの形状に歪が生じるような状況に対しても、それぞれの状況を識別しながら評価することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本開示は、データの記録再生を行う光ディスク評価方法及び光ディスク装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１０  光ディスク装置
１００  光ディスク
１０１  光ヘッド
１０２  スピンドルモータ
１０３  サーボコントローラ
１０４  記録回路
１０５  変調回路
１０６  誤り訂正符号化回路
１０７  再生信号復号回路
１０８  復調回路
１０９  誤り訂正復号回路
１１０  品質評価回路
１１１  Ｉ／Ｆ回路
１１２  バッファメモリ
１１３  システムコントローラ
１１４  ＲＯＭ
１１５  ホスト
２００  プリアンプ回路
２０１  Ａ／Ｄ変換回路
２０２  多入力適応等化フィルタ回路
２０３  最尤復号回路
２０４  期待波形生成回路
２０５  加算回路
２０６  適応等化フィルタ回路
２０７  誤差測定回路
２０８  ランダム成分測定回路
２０９  非ランダム成分測定回路
３０１  変調信号系列
３０２  レーザ発光波形
３０３  トラック
３０４  記録マーク
３０５  スペース
３０６  等化信号
３０７  期待波形
３０８  復号信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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